[发明专利]一种激光选区熔化成形用超细粉末粒度的检测方法

说明书

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种激光选区熔化成形用超细粉末粒度的检测方法。该方法包括以下步骤：1)检测前，不同粒径的筛网应清洗干净，并按孔径大小由低到高将筛框套在一起；2)将检测设备放入具有保护气氛的筛分箱内，并充入保护气体；3)采用天平称量至少100g待测粉末；4)采用机械抛掷筛分法对待测粉末进行筛分，振幅为20～100mm，筛分时间为5～25min；5)筛分完成后，称量每个筛面和底盘的粉末；6)所收集的全部组分的总和应不小于待测粉末质量的98％。本发明能够准确、快捷的检测激光选区熔化成形用超细粉末粒度。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种激光选区熔化成形用超细粉末粒度的检测方法。

背景技术

3D打印技术是“增材制造技术”的俗称，该项技术作为新一轮科技革命和产业变革中的代表性和颠覆性技术，受到世界各国的高度重视。它是通过计算机三维辅助设计，实现材料逐层累加，是一种“自下而上”的先进成型制造方法。与传统方法相比，3D打印技术具有材料利用率高、适应性好、复杂结构零件一次性成型精度高等特点。近些年来，在国内外学者及相关研究机构的广泛关注与大力推进下，该项技术的发展与应用不断取得突破，在军工武器装备制造、新能源汽车、医疗器械等领域展现出良好的应用前景[1-2]。

众所周知，金属材料3D打印过程的科学本质是金属粉末的熔化与逐层凝固过程，因此金属粉末的粒径尺寸、球形度、氧氮含量、综合物理性能等因素对3D打印成型性能起到重要的影响。其中，粉末粒径的影响最为明显，具体表现为：当粉末粒径区间分布较大时，3D打印成型工艺可调性较差；当粉末粒径区间分布较窄时，成型工艺可调性显著增加[3-6]。

由于增材制造技术是一种新兴的制造方法，其使用的粉末在特性检测技术方面的发展明显滞后于该技术的发展，这也成为了限制该技术进一步应用的难题。其中粉末粒度的检测就是难点之一。目前国标中有多种粉末粒度的检测方法，例如：(1)干筛分法测定粒度GB/T1480-2012；(2)声波筛分法GB/T13220；(3)动态光散射法(DLS)GB/T29022-2012；(4)液体重力沉降法GB/T26645.1等，然而这些方法要么无法满足激光选区熔化成形用粉末的检测要求，要么检测过程的可操作性差、对于不同成分合金粉末需要优化大量的参数(如液体中立沉降法)。因此，如何准确、便捷的检测超细粉末粒度是否满足激光选区熔化成形技术的要求成为了一个亟待解决的关键技术问题。

参考文献：

[1]Schwerdffeger J,Korner C.Selective electron beam melting ofTi48A1-2Nb-2Cr microstructure and aluminium loss[J].Intermetallics,2014,49(3):29-35.

[2]Dehghan-Manshadi A.,Bermingham MJ.,Dargusch M.S.,et al.Metalinjection moulding of titanium and titanium alloys:Challenges and recentdevelopment[J],Powder Technology,2017,319:289-301.

[3]高超峰,余伟泳,朱权利,等.3D打印用金属粉末的性能特征及研究进展[J],粉末冶金工业,2017,27(5):53-58.

[4]吴文恒,吴凯琦,肖逸凡,等.气雾化压力对3D打印用316L不锈钢粉末性能的影响[J],粉末冶金工业,2017,35(2):83-88.