粉末材料的物理性能對(duì)激光燒結(jié)工藝的影響

1、粉末材料的物理性能粉末材料的物理性能對(duì)激光燒結(jié)工藝的影響對(duì)激光燒結(jié)工藝的影響課程：激光課程：激光3D3D打印技術(shù)打印技術(shù)主講教師：華學(xué)兵主講教師：華學(xué)兵教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)了解粉末材料的物理性能了解粉末材料的物理性能對(duì)對(duì)激光燒結(jié)激光燒結(jié)工藝工藝有何有何影響影響粉末材料的物理性能粉末材料的物理性能主要包括粒度，顆粒形貌，粒度分布，熔點(diǎn)，比熱等主要包括粒度，顆粒形貌，粒度分布，熔點(diǎn)，比熱等粉末材料的這些物理性能對(duì)燒結(jié)工藝有著重大的影響，處粉末材料的這些物理性能對(duì)燒結(jié)工藝有著重大的影響，處理不好，不僅會(huì)影響成型質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)工藝無(wú)法進(jìn)理不好，不僅會(huì)影響成型質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致整個(gè)工藝無(wú)法進(jìn)行。行。 1

2、 粉末粒度的影響粉末粒度的影響粉末粒度即粉粉末粒度即粉末顆粒的大小，末顆粒的大小，理論上用直徑理論上用直徑尺寸來(lái)表征尺寸來(lái)表征。12 3 4粉末粒度最直接的影響是鋪粉末粒度最直接的影響是鋪粉厚度，鋪粉厚度至少要大粉厚度，鋪粉厚度至少要大于兩倍以上的粉末顆粒直徑，于兩倍以上的粉末顆粒直徑，否則不能鋪出均勻密實(shí)的粉否則不能鋪出均勻密實(shí)的粉層，致使燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行。層，致使燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行。一般具有多晶結(jié)構(gòu)，只有極細(xì)粉末才可一般具有多晶結(jié)構(gòu)，只有極細(xì)粉末才可能出現(xiàn)單晶顆粒。能出現(xiàn)單晶顆粒。理論上，粉末粒度越小越好。粒度越小，理論上，粉末粒度越小越好。粒度越小，比表面積越大，燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力越大，從而比表面積越大，

3、燒結(jié)驅(qū)動(dòng)力越大，從而越有利于燒結(jié)進(jìn)行。越有利于燒結(jié)進(jìn)行。顆粒越小，顆粒之間的空隙越小，顆粒越小，顆粒之間的空隙越小，層與層之間的連接越緊密，越有利于層與層之間的連接越緊密，越有利于提高燒結(jié)密度和燒結(jié)強(qiáng)度。提高燒結(jié)密度和燒結(jié)強(qiáng)度。實(shí)際上，粒度太細(xì)不利于鋪粉實(shí)際上，粒度太細(xì)不利于鋪粉2 細(xì)粗顆粒配比的影響細(xì)粗顆粒配比的影響細(xì)粗顆粒兩種組元以恰當(dāng)?shù)呐浔燃?xì)粗顆粒兩種組元以恰當(dāng)?shù)呐浔仁褂?，才能起到所期望的效果，使用，才能起到所期望的效果，否則可能使燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行。否則可能使燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行。1起到粘結(jié)劑的作用，因?yàn)槠鸬秸辰Y(jié)劑的作用，因?yàn)榧?xì)粉末受熱比大顆粒容易細(xì)粉末受熱比大顆粒容易熔化，熔化以后以液態(tài)形熔化，熔

4、化以后以液態(tài)形式填充到大顆粒中，把大式填充到大顆粒中，把大顆粒連接起來(lái)。從而可以顆粒連接起來(lái)。從而可以適當(dāng)減少粘結(jié)劑的使用比適當(dāng)減少粘結(jié)劑的使用比例，來(lái)減少燒結(jié)件的收縮。例，來(lái)減少燒結(jié)件的收縮。增加粉末密度，因?yàn)樵黾臃勰┟芏?，因?yàn)榧?xì)顆粒填充到大顆粒細(xì)顆粒填充到大顆粒的空隙中，提高了粉的空隙中，提高了粉末的緊實(shí)度，從而可末的緊實(shí)度，從而可減少燒結(jié)成型件的空減少燒結(jié)成型件的空隙，提高強(qiáng)度，為后隙，提高強(qiáng)度，為后處理奠定基礎(chǔ)。處理奠定基礎(chǔ)。23 顆粒形貌的影響顆粒形貌的影響常見(jiàn)的顆粒形貌常見(jiàn)的顆粒形貌球形顆粒球形顆粒實(shí)際使用實(shí)際使用特別提醒特別提醒球形，樹(shù)枝形，針狀，粒狀，片狀等球形，樹(shù)枝形，針狀，

5、粒狀，片狀等流動(dòng)性好，有利于鋪粉。流動(dòng)性好，有利于鋪粉。但球形顆粒之間，兩兩相切堆積，密度小，空隙大。但球形顆粒之間，兩兩相切堆積，密度小，空隙大。使燒結(jié)件的相對(duì)密度小，影響成型質(zhì)量。使燒結(jié)件的相對(duì)密度小，影響成型質(zhì)量。粉末中大小粒度與各種形貌并不能合理搭配。粉末中大小粒度與各種形貌并不能合理搭配。需要人為加入其他形貌顆粒進(jìn)行搭配。需要人為加入其他形貌顆粒進(jìn)行搭配。以期實(shí)現(xiàn)不同顆粒的優(yōu)化組合，提高燒結(jié)質(zhì)量。以期實(shí)現(xiàn)不同顆粒的優(yōu)化組合，提高燒結(jié)質(zhì)量。若單獨(dú)使用球形顆粒，就要考慮加入針狀、片狀顆粒若單獨(dú)使用球形顆粒，就要考慮加入針狀、片狀顆粒 來(lái)提高成型密度。來(lái)提高成型密度。但加入量要適度，以免影

6、響粉末流動(dòng)性。但加入量要適度，以免影響粉末流動(dòng)性。粒度粒度分布分布粒度分布是指大粒度分布是指大小不同的顆粒的小不同的顆粒的相對(duì)含量，也稱相對(duì)含量，也稱之為粒度組成。之為粒度組成。如果分布不合適，在如果分布不合適，在直接激光燒結(jié)中會(huì)出直接激光燒結(jié)中會(huì)出現(xiàn)球化現(xiàn)象，影響表現(xiàn)球化現(xiàn)象，影響表面光潔度，降低強(qiáng)度，面光潔度，降低強(qiáng)度，使層與層是受熱熔化使層與層是受熱熔化的液相不能很好的浸的液相不能很好的浸潤(rùn)大顆粒粉末，而是潤(rùn)大顆粒粉末，而是收縮成球。收縮成球。4 粒度分布粒度分布的影響的影響影響影響概念概念5 純度純度的影響的影響材料純度直接影響能否成型和成型質(zhì)量材料純度直接影響能否成型和成型質(zhì)量。燒結(jié)燒結(jié)金屬粉時(shí)，若粉末含有雜質(zhì)，在燒結(jié)中金屬粉時(shí)，若粉末含有雜質(zhì)，在燒結(jié)中雜質(zhì)雜質(zhì) 可能可能與基體金屬粉末發(fā)生與基體金屬粉末發(fā)生化學(xué)反應(yīng)化學(xué)反應(yīng)。使使燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行或者使燒結(jié)件改變了屬性燒結(jié)無(wú)法進(jìn)行或者使燒結(jié)件改變了屬性。課程小結(jié)課程小結(jié) 主要主要從粉末粒度、細(xì)粗顆粒配比、顆粒形貌、從粉末粒度、細(xì)粗顆粒配比、顆粒形貌、粒度分布以及純度粒度分布以及純度5個(gè)個(gè)方面，介紹了粉末材料的物方面，介紹了粉末材料的物理性