[发明专利]一种4D打印专用金属粉末的制备方法

说明书

本发明公开了一种4D打印专用金属粉末的制备方法，包括如下步骤：钛镍记忆合金材料入到高温加热炉中，将钛镍记忆合金材料加工成φ45mm*500mm的钛镍记忆合金棒材，再次放置到无接触、无坩埚式的EIGA真空气雾化制备4D打印专用的钛镍记忆合金粉末，且钛镍金属流以16‑20g/s的速度通过漏包进入雾化器中，从而对钛镍记忆合金粉末进行雾化，通过高压喷头采用加压的形式，然后收集其产品粉末，混合后的钛镍记忆合金粉末通入到过滤装置中，本发明采用4D打印粉末专用的封装方式，因为此类高端粉末需要采用避光、干燥的方式进行包装，同时要方便使用。

技术领域

本发明涉及4D打印技术领域，尤其涉及一种4D打印专用金属粉末的制备方法。

背景技术

4D打印，准确地说是一种能够自动变形的材料，只需特定条件(如温度、湿度等)，不需要连接任何复杂的机电设备，就能按照产品设计自动形成相应的形状。4D打印最关键是记忆合金材料，例如钛镍记忆合金等，在医疗及航空航天领域中，拥有无限的可能。4D打印需要3D打印的技术上增加响应条件因素，例如将有记忆性的合金材料进行3D打印成型，然后在特定的温度下性能和形状随之改变成所需设计的要求。

4D打印在实验室中已经取得了成功，Tibbits最近研发出一种材料，能够自动折叠成箱子。但是，目前还没有人用4D打印创造真实的产品。没有数据能够显示自适应产品真正进入市场还要等待多少年，也不知道它能否取得编程中的表现。如果4D打印能够成功，它将给建筑、军工、医疗和制造行业带来革命性的改变。

4D打印金属材料中现有的包括钛镍记忆合金材料和贵金属类记忆合金材料，但是此种材料制备相对困难，而且成本较为昂贵，研发周期长，因此，提出了一种4D打印专用金属粉末的制备方法。

发明内容

本发明提出了一种4D打印专用金属粉末的制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

本发明提出了一种4D打印专用金属粉末的制备方法，包括如下步骤：

S1、选取公式为Ti_xNi_y形式的钛镍记忆合金材料为原料；

S2、将S1中选取的钛镍记忆合金材料入到高温加热炉中，通过高温加热，且加热温度为1400-1600℃，待高温加热炉中的钛镍记忆合金材料融化后，备用；

S3、将S2中制备的钛镍记忆合金材料的溶液浇注到钛镍记忆合金棒材成型模具中，通过冷却装置对其进行降温，降温后的钛镍记忆合金材料的溶液温度为400-600℃，并将钛镍记忆合金棒材成型模具移至挤压装置上；

S4、将S3中的钛镍记忆合金材料通过挤压装置挤压成型，将钛镍记忆合金材料加工成φ45mm*500mm的钛镍记忆合金棒材，且氧含量在400-500PPM，同心度高，除了氧含量的杂质总含量＜0.0001；

S5、将钛镍记忆合金棒材再次放置到无接触、无坩埚式的EIGA真空气雾化制备4D打印专用的钛镍记忆合金粉末，且钛镍金属流以16-20g/s的速度通过漏包进入雾化器中，并向雾化器内通入纯度为99.99％高纯氩气，从而对钛镍记忆合金粉末进行雾化；

S6、对S5中雾化后的钛镍记忆合金粉末通过高压喷头采用加压的形式，使得钛镍记忆合金粉末喷出雾化器，且喷出速率控制在1500-1700m³/h，并将喷出雾化器的钛镍记忆合金粉末通入到加热箱中，且其加热温度为300-350℃，然后收集其产品粉末；

S7、制备成钛镍记忆合金粉末后，用保护气体对钛镍记忆合金粉末进行收集，并将收集的钛镍记忆合金粉末通过搅拌进行混合，且搅拌速率为1600-2000转/min；

S8、将S7中混合后的钛镍记忆合金粉末通入到过滤装置中，从而对处理后的钛镍记忆合金粉末进行筛分，收集600-250目的钛镍记忆合金粉末，即为4D打印专用粉末成品；