[发明专利]一种用于3D打印的金属粉及其制备方法

摘要

本发明涉及一种用于3D打印的金属粉的制备方法，包括下述步骤：S1：将纯金属丝导入充满第一惰性气体的腔室；S2：在所述腔室中经气雾化工作电压的作用，将纯金属丝气雾化得到金属粉，并进行收集；S3：将收集到的金属粉进行筛分，得到筛分金属粉；S4：将筛分金属粉进行洗涤并干燥，得到用于3D打印的金属粉，其中：所述第一惰性气体纯度为99.99％，所述纯金属丝的直径为0.1‑1.0mm。本发明通过气雾化方法制备金属粉，制备工艺简单，能量利用率高；本制备方法得到的用于3D打印的金属粉可以达到高球形度，低反光率，低氧含量，粒径分布窄等特点，非常适合3D打印设备。

主权项

1.一种用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：包括下述步骤：

S1：将纯金属丝导入充满第一惰性气体的腔室：

S11：将腔室抽真空至设定真空度，充入第一惰性气体至常压，再抽真空至所述设定真空度，

S12：充入第一惰性气体至设定压力，并设定气雾化工作电压后，将纯金属丝导入腔室；

S2：在所述腔室中经气雾化工作电压的作用，将纯金属丝气雾化得到金属粉，并进行收集；

S3：将收集到的金属粉进行筛分，得到筛分金属粉；

S4：将筛分金属粉进行洗涤并干燥，得到用于3D打印的金属粉，

其中：

步骤S11至少循环3次，步骤S11中的所述设定真空度为1Pa，

步骤S12中的所述设定压力为0‑1.5MPa，所述设定气雾化工作电压为20‑45kv，

所述第一惰性气体纯度为99.99％，所述第一惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气和氮气中的一种或多种，

所述纯金属丝的直径为0.1‑1.0mm。

2.根据权利要求1所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：所述金属粉为铜粉、银粉或不锈钢粉。

3.根据权利要求1所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：步骤S2中，制备金属粉包括下述步骤：

S21：金属丝在气雾化工作电压下按设定频率气雾化，形成微米级液滴及纳米级粉末的混合物；

S22：所述液滴经冷却气体冷凝形成微米级球形金属粉，并进行收集；

其中：步骤S21中气雾化设定频率为2Hz。

4.根据权利要求1所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：步骤S3中，使用不锈钢筛进行筛分，所述不锈钢筛的孔径为325目。

5.根据权利要求1所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：步骤S4包括下述步骤：

S41：将筛分金属粉放置在氧气浓度为0.5％的第二惰性气体环境中5‑8小时，然后按重量份比粉末：无水乙醇＝(1‑2):5混合，在120W超声分散设备中分散10分钟，静置3分钟倒掉上层分散液，留下底层微米颗粒，重复上述过程3次；

S42：将底层微米颗粒晒干或烘干，得到用于3D打印的金属粉，

其中：所述用于3D打印的金属粉为微米金属粉和纳米金属粉的混合物，所述纳米金属粉包覆在微米铀粉表面，

所述第二惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气和氮气中的一种或多种，

所述晒干或烘干温度低于80℃。

6.根据权利要求5所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：步骤S41中，无水乙醇中分散有碳材料。

7.根据权利要求6所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：所述碳材料为石墨、碳纳米管、石墨烯中的一种或多种。

8.根据权利要求6或7所述的用于3D打印的金属粉的制备方法，其特征在于：按重量份计，所述碳材料的用量为无水乙醇用量的0.01％。

9.一种用于3D打印的金属粉，其特征在于：所述金属粉为根据权利要求1‑8任一项所述的制备方法制备所得，所述金属粉的纯度大于99.90％，所述金属粉的粒径为7.9‑63.3μm。

10.根据权利要求9所述的用于3D打印的金属粉，其特征在于：所述金属粉的含氧量小于0.076％。