[发明专利]一种3D打印机用铝粉及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及打印机领域，具体涉及一种3D打印机用铝粉及其制备方法。

背景技术

众所周知，金属材料特别是带有战略性的高熔点合金材料已成为高附加值和高精尖的军民两用的高科技产品的发展方向，而粉末冶金技术及新新兴的激光3D打印技术是制备是赋予高科技产品行之有效的方法。特别是激光3D打印技术，用该方法可获得成分无偏析、性能稳定、 组织均匀的零部件；从经济上看，该方法是一种少切屑或无切屑的工艺。与传统锻材加工技术相比，制备部件基本为近净成形，材料利用率几乎可以达到100％。但是，这些领域对材料的物理、化学性质都有很高的要求。从激光烧结的角度，对粉末提出了如下要求：粒度分布窄；单分散；球形；特殊情形需要高纯粉末；其目的在于使烧结体产品的密度分布均匀，机械性能和其它物理性能空间分布均匀化。因此，原始粉末的纯度、均匀性和粒度、晶粒度对制备细晶全致密的高性能产品起着决定性的作用。

从激光烧结理论上讲，1064nm波长的光纤激光器的理论光斑精度为1. 064微米，如果拥有粒径等于或小于1064nm的粉末，完全能够运用3D打印技术生产出精度更高、表面质量更好、力学性能优的产品，将在民用、军用等高端领域取得更多的应用。

一些高品质钛基粉末材料主要依赖进口，不但价格高昂，而且还受到技术壁垒限制。国产的金属粉末存在着熔融温度高、粒径大、球形度差、均匀性差等问题，因此会在凝固时造成体积收缩以及材料结构缺陷，强度受损。

发明内容

基于解决上述问题，本发明提供了一种3D打印机用铝粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）将白炭黑置于加热底座的凹槽内进行预加热，所述白炭黑为片状，且置于所述凹槽的中心位置；

（2）将铝颗粒物填满所述凹槽，所述铝颗粒物完全覆盖所述白炭黑，且至少将所述白炭黑上的铝颗粒物抹平；抹平部分所述铝颗粒物的厚度应当小于1mm，太厚不利于激光进行熔融；

（3）利用激光器发出的激光照射所述铝颗粒物的上表面，然后进行逐行扫描直至照射完整个铝颗粒物的上表面，所述铝颗粒物在激光的照射下熔融，进入白炭黑的空隙中形成融合块体；

（4）冷却并移除所述加热底座，对融合磨块体进行边缘切割形成待研磨块体；

（5）对所述待研磨块体进行研磨细化得到最终的铝粉。

根据本发明的实施例，在所述白炭黑与所述加热底座之间设有一导热离型膜。

根据本发明的实施例，所述加热底座内部设有加热丝。

根据本发明的实施例，所述白炭黑孔径为100-200nm。

根据本发明的实施例，所述铝颗粒物的平均粒径在1微米。

根据本发明的实施例，所述铝粉的平均粒径为80nm。

根据本发明的实施例，所述预加热的温度为150-200℃。

由此得到了一种3D打印机用铝粉，该铝粉通过上述的3D打印机用铝粉的制备方法制备而得，其特征在于：所述铝粉的粒径为50-150nm。

本发明的优点如下：

（1）制备方法简单，利用激光的匀速线性扫描进行逐步的熔融，利用熔融态的铝进入白炭黑的空隙；

（2）得到的铝粉均匀度高，球形度高，且粒径较小。

附图说明

图1-5为本发明的3D打印机用铝粉的制备方法的示意图。

具体实施方式

参见图1-5，本发明的3D打印机用铝粉的制备方法，包括以下步骤：

（1）将白炭黑2置于加热底座1的凹槽内进行预加热，所述白炭黑2为片状，且置于所述凹槽的中心位置；所述加热底座1的内缘设有对准标记4，此外，在所述白炭黑2与所述加热底座1之间设有一导热离型膜（未图示）；

（2）将铝颗粒物3填满所述凹槽，所述铝颗粒物3完全覆盖所述白炭黑2，且至少将所述白炭黑2上的铝颗粒物3抹平（图1）；

（3）利用激光器5发出的激光6照射所述铝颗粒物3的上表面，然后进行逐行扫描直至照射完整个铝颗粒物3的上表面，所述铝颗粒物3在激光的照射下熔融，进入白炭黑2的空隙中形成融合块体8（图2-3）；所述激光6通过对准所述对准标记4进行扫描；

（4）冷却并移除所述加热底座1，利用刀片9等对融合磨块体8进行边缘切割形成待研磨块体10；

（5）对所述待研磨块体10进行研磨细化得到最终的铝粉（图4-5）。

其中，所述加热底座1内部设有加热丝，以实现预加热，所述预加热的温度为150-200℃。所述白炭黑孔径为100-200nm。所述铝颗粒物的平均粒径在1微米。所述铝粉的平均粒径为80nm。