減少3D列印材料中衛星粉的方法與流程

2023-06-02 00:59:22 8

本發明屬於3D列印技術領域，涉及一種3D列印材料的製備方法，尤其涉及一種減少3D列印材料中衛星粉的方法。

背景技術：

在工業級3D列印技術中，所採用的方法為SLS選擇性雷射燒結，採用單組分或雙組分的微小材料粒子，使用高功率雷射(如二氧化碳雷射)逐層選擇性地融化表面的粉末材料，最後形成所需要的三維形狀。雷射功率、燒結參數、粉末性能、數模處理等多方面因素，都對成品有著不同的影響程度。其中，影響程度最大的就是粉末性能。在進行SLS雷射燒結時，粉末性能的好壞，直接影響著燒結的質量。影響粉末性能的因素如粉末粒徑、粒度分布、球形度等等，在製備金屬粉末的時候，由於各方面原因，有的金屬顆粒上會多多少少粘附著一些其他顆粒或者雜質，類似「衛星」一樣，如圖1所示，其他顆粒或者雜質附著在金屬顆粒上，這對粉末的性能有著很大的影響，若用這種金屬粉末進行SLS雷射燒結列印，在列印過程中，會發生粉末燒結不完全的現象，結合強度低，導致零件在列印過程中發生形變，甚至是坍塌現象，因此，減少金屬粉末中衛星粉的含量是至關重要的。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題在於，針對現有技術的衛星粉存在影響列印質量缺陷，提供一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，該方法操作流程短，步驟簡單、非常有效解決衛星粉的問題。

本發明解決其技術問題所採用的技術方案是：一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，取含有衛星粉的3D列印用材料粉末，在3D列印用材料粉末中通入氣體進行氣體攪拌使得3D列印用材料粉末顆粒相互碰撞摩擦，篩粉後得到3D列印用材料粉末。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、稱量帶有衛星粉的3D列印用材料粉末；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置，通入攪拌氣體，調節通氣壓強至0.7～0.8Mpa；

C、待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理；

D、將步驟C的粉末過篩後，即得3D列印用材料粉末成品。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟C中，氣流攪拌粉碎處理時間為10-30min。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟B中，攪拌氣體為氮氣。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟A中，所述含有衛星粉的3D列印用材料粉末為鋁合金粉末、高溫合金粉末或鈦合金粉末。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟A中，所述含有衛星粉的3D列印用材料粉末為304不鏽鋼、316L不鏽鋼、Aermet 100高強鋼、300M高強鋼、H13模具鋼或18Ni300模具鋼。

本發明利用氣體氣流帶動粉體進行相互之間的碰撞，達到除去表面衛星粉的目的，同時這種碰撞也提高粉體的球形度。並且本發明操作流程短、步驟簡單，有效減少粉末中衛星粉的存在。

附圖說明

下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中：

圖1是現有技術未處理的3D列印金屬粉末的電子顯微鏡圖；

圖2是本發明處理後的3D列印金屬粉末的電子顯微鏡圖。

具體實施方式

為了對本發明的技術特徵、目的和效果有更加清楚的理解，現對照附圖詳細說明本發明的具體實施方式。

一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，取含有衛星粉的3D列印用材料粉末，在3D列印用材料粉末中通入氣體進行氣體攪拌使得3D列印用材料粉末顆粒相互碰撞摩擦，篩粉後得到3D列印用材料粉末。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、稱量帶有衛星粉的3D列印用材料粉末；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置，通入攪拌氣體，調節通氣壓強至0.7～0.8Mpa；

C、待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理；

D、將步驟C的粉末過篩後，即得3D列印用材料粉末成品。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟C中，氣流攪拌粉碎處理時間為10-30min。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟B中，攪拌氣體為氮氣。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟A中，所述含有衛星粉的3D列印用材料粉末為金屬合金粉末，優選含有衛星粉的3D列印用材料粉末為鋁合金粉末、高溫合金粉末或鈦合金粉末。

具體可以選擇：

鋁合金粉末可以選擇：AlSi12、AlSi10Mg、AlSi9Cu3、6061。

鈦合金粉末可以選擇：TC4、TA15、Ti40、TA7、Ti6Al7Nb、TiAl。

高溫合金粉末可以選擇：Inconel718、Hastelloy X9、GH5188、CoCrW、Waspaloy。

所述的減少3D列印材料中衛星粉的方法中，優選所述步驟A中，所述含有衛星粉的3D列印用材料粉末還可以選擇304不鏽鋼、316L不鏽鋼、Aermet 100高強鋼、300M高強鋼、H13模具鋼或18Ni300模具鋼。

上述材料都可以採用本發明的方法減少衛星粉。

以下通過具體實施例來詳細說明本發明：

實施例1，一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、通過稱重取出含有衛星粉的鋁合金粉末(AlSi12)5kg；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置(氣流粉碎機)，通入攪拌氣體氮氣，調節通氣壓強至0.7Mpa；

C、待氣壓穩定後，待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理，氣流攪拌粉碎處理持續20min。

其他鋁合金粉末材料都可以直接替換，達到同樣效果。

檢測：如圖2所示，利用掃描電鏡觀察處理後的鋁合金粉末，與圖1所示處理前列印材料中的衛星粉進行比對，可明顯發現衛星粉減少，減少量在97％以上。

實施例2一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、通過稱重取出含有衛星粉的不鏽鋼粉(304不鏽鋼)5kg；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置(氣流粉碎機)，通入攪拌氣體氮氣，調節通氣壓強至0.8Mpa；

C、待氣壓穩定後，待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理，氣流攪拌粉碎處理持續15min。

除了上述材料外，還可以採用316L不鏽鋼、Aermet 100高強鋼、300M高強鋼、H13模具鋼或18Ni300模具鋼，這些合金粉末都可以直接替換，達到同樣效果。

處理後與處理前材料中的衛星粉進行比對，可明顯發現衛星粉減少，減少量在95％以上。

實施例3，一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、通過稱重取出含有衛星粉的鈦合金(TC4)5kg；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置(氣流粉碎機)，通入攪拌氣體氮氣，調節通氣壓強至0.7Mpa；

C、待氣壓穩定後，待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理，氣流攪拌粉碎處理持續30min。

處理後與處理前材料中的衛星粉進行比對，可明顯發現衛星粉減少，減少量在85％以上。

其他鈦合金粉末材料都可以直接替換，達到同樣效果。

實施例4，一種減少3D列印材料中衛星粉的方法，包括以下步驟：

A、通過稱重取出含有衛星粉的高溫合金粉末(GH5188)5kg；

B、使用氣流攪拌粉碎裝置(氣流粉碎機)，通入攪拌氣體氮氣，調節通氣壓強至0.7Mpa；

C、待氣壓穩定後，待氣壓穩定後，將稱量好的帶有衛星粉的3D列印用材料粉末加入氣流攪拌粉碎裝置進行處理，氣流攪拌粉碎處理持續30min。

其他高溫合金粉末材料都可以直接替換，達到同樣效果。

處理後與處理前材料中的衛星粉進行比對，可明顯發現衛星粉的減少，減少量在90％以上。

本發明作用：做到減少3D列印金屬粉末衛星粉，前後比對，達到預期的效果，間接解決了常見金屬粉末中衛星粉的問題。