粉末密度影响3D打印质量的差异如何

添加剂制造（AM）或3D打印是工业革命以来制造业最新、最轰动的发展之一。该技术主要基于“逐层”制造，允许直接从电子数据文件（如计算机辅助设计（CAD）软件）创建实体零件。

AM技术提供了许多设计和制造优势，如几何形状，短发时间和没有刀具要求的设计自由。零件可以根据需要创建，因此，对美国陆军和海军维修条例和领域的设备的要求存在很大的优势。2020欧洲杯下注官网

但是，一些问题仍然存在。存在最终部分的质量问题（即，防止机械故障测试）以及始终如一的优质金属粉末原料的使用，以保证最终组分的质量。欧洲杯足球竞彩粉末密度的变化可以导致粗糙，多孔和机械弱的部件。

粉床AM方法

粉末床融合（PBF）工艺目前是航空航天和医疗植入物业中使用的最常见的AM技术，以创造具有紧密尺寸和表面光洁度的复杂部件以及良好的机械强度。

粉末床电子束熔炼（PB-EBM）是一种较新的AM技术；它利用高能电子束作为移动热源，将金属粉末颗粒熔化并熔合在一起，以分层方式构建组件。在创建每一层的过程中，包括粉末撒布、预热、成型和舱口熔化。在粉末撒布中，使用金属耙均匀地分布每层粉末。使用单光束以约15 m/s的速度进行预热，并进行多次扫描，以使整个粉末床表面达到稳定的高温。欧洲杯猜球平台

在预热阶段之后，出现轮廓/舱口熔化阶段，电子束沿着模型横截面轮廓穿过粉末层表面，然后以较低的扫描速度通过轮廓内部进行光栅扫描。

PB-EBM是少数能够制造全密度金属零件的AM技术之一。在粉末床熔化过程中，粉末床中粉末层的密度和颗粒本身的孔隙率是主要因素之一。欧洲杯猜球平台

定义粉末床密度

真实密度是材料的固有特性，而表观密度考虑了材料内的任何封闭空隙。了解原料的真实密度和/或表观密度对于AM工艺中的粉末床形成和烧结动力学以及最终产品中的孔隙率或缺乏孔隙率至关重要。

截止密度和表观密度的测定并不基本上反映粉末层或粉末床的密度。表观密度模仿粉末的松散包装状态，并基于ASTM B212标准测量。然而，很多关于粉床密度，堆积密度或填充密度的术语，以解释粉末融合过程中粉末床的密度。

测量AM中金属粉末密度的理想方式是粉末密度。虽然少数人试图研究粉床密度，但该测量不存在电流标准。挑战是：

• 在印刷过程中建立实际层密度
• 建立如何改进适用的AM处理参数，以便达到最大粉末包装，实现更高质量的内置件。

替代测量是堆积密度（BD），这主要受到粒子形状和尺寸的分布。BD在确定材料规格方面是至关重要的，并且还可以获得关于粉末床和粉末流动性的结构的保证。包络密度是另一个有益的参数，这是基于样品的几何体积，并且在表征最终产品时是方便的，因为它可以测量复杂和不规则的最终产品的体积。

这Accupyc II 1340氦pycnometer，Geopyc 1365封套，以及T.a.p密度分析仪从Micromeritics允许工人建立重要的密度和孔隙率测量，以规范过程参数，然后限定和批准提供的供应商原材料，以及最终产品质量的可能指标。欧洲杯足球竞彩

将真实密度与Accupyc测量集成意味着可以迅速且容易地建立孔隙率。这两种仪器使用了非破坏性的测试技术，当使用时可以指定任何金属粉末的总孔隙率。

粉末密度的变化

有几个因素会影响AM过程结果的变化，即使假定外部影响是恒定的。影响最大的因素是激光/电子束参数、工艺环境（即水分过多、存在惰性气体）或金属粉末本身的状况（粒度、颗粒形状、分布或流动性）。

流动性主要由颗粒形态决定，是适用于AM的粉末的一个重要特征。理想粒度的球形粉末保证了流动和加工过程中的最佳堆积密度，这对AM结构零件的完整性和表面光洁度有积极影响。这是因为与其他形状相比，球形粒子可以实现最大相对密度。欧洲杯猜球平台

适用于粉床流动的粉末通常通过称为气体雾化的过程产生以获得最佳形态。应通过扫描电子显微镜（SEM）来重新检查粉末，以防止特定AM过程是理想的，还是将从进一步的处理中获利以使不规则颗粒球体进行利润。欧洲杯猜球平台

目前的研究表明，较高的粉末包装密度产生致密的组件，具有更平滑的设计表面。适度较低的填充密度也似乎改善了通过重力向下驱动的流体对流。这些强大的向下流动倾向于提高熔体水池流体动力学稳定性，并导致形成“球形”缺陷。

当在AM工艺的选择性激光熔化期间形成的熔池变得不连续并且进入分离的岛屿时，可以发生球形，增加可能的机械缺陷和表面问题的可能性。增加38％至45％的平均填充密度除去不连续的熔池，并产生更平滑的表面轮廓。

粉床设计

粉末颗粒在粉末耙过程中牢固地填充在一起的方式对AM欧洲杯猜球平台至关重要，以获得致密的部件。

与其他形式的颗粒相比，球形颗粒具有最大的堆积密度，这一点已得到充分证实。由于重欧洲杯猜球平台力对颗粒力的相对贡献，较大的颗粒比较小的颗粒具有更高的堆积能力。粒径分布较宽的颗粒比粒径分布较窄的颗粒具有更好的堆积能力。此外，不同的粉末床熔合机，如EOS、Arcam、概念激光和3D系统，使用不同的粉末铺展方法，导致不同的粉末床密度。

使用硬涂层或软涂层的电流粉末密度为47％-55％，类似于表观密度的填料容量。其他3D打印机使用滚筒方法来扩散和压缩粉末，这些粉末被要求提供更好的粉末床密度和更高质量的内置部件。如果粉末密度增强，处理时间也会相当缩短。

结论

使用金属颗粒的添加剂制造是一种正在发展的方法。成功的条件可能是苛刻的，其中涉及欧洲杯猜球平台到几个因素。就金属颗粒而言，最重要的问题是颗粒大小、流动性、颗粒形状（如有可能，为球体）以及粉末在烧结或熔化前放置在每层中时可达到的密度。

必须在上午仔细改善金属粉末。Micromeritics具有一系列密度和孔隙测量仪器，如汞孔隙仪和氦气Pycnometers，非常适用于此目的。

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参考和进一步阅读

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6. g .雅各。等，粉末床熔合增材制造工艺中粉末床密度的测量，中国科学:技术科学，2016,44 (5):553 - 558欧洲杯线上买球
7. Quybaunguyena等，等。，粉床添加剂的Inconel粉末的特点，工程，第3卷，第5期，2017年10月，第695-700页

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