精密增材制造是指運用計算機軟件建立零件的三維模型,通過特定打印技術(shù)以逐層熔凝堆積的方法將離散材料(粉末、液體、絲材等)加工成形的一種低損耗疊層加工技術(shù)。相比于傳統(tǒng)金屬材料制造工藝的設(shè)備龐大、生產(chǎn)耗時耗能高、原材利用率低、有污染等特點,增材制造技術(shù)具有材料總體利用率高、工序少、設(shè)計自由度高、可制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零件、易實現(xiàn)智能化及效率高等優(yōu)勢。
金屬粉末材料作為增材制造領(lǐng)域的核心組成,其質(zhì)量性能的優(yōu)劣對成形零件的品質(zhì)至關(guān)重要。
金屬成形零件的質(zhì)量是否優(yōu)良很大程度上取決于金屬原材料的性能,增材制造用金屬材料主要有粉末和絲材兩類原料形態(tài),其中,以粉末材料的應(yīng)用較為廣泛,例如,激光金屬沉積和選區(qū)激光熔化等快速成形制造工藝普遍采用金屬粉體材料作為原材料。其種類包括鈦合金、鋁合金、鋼、鎳基合金、鐵基合金、鈷鉻合金以及銅合金等。
常見的精密增材制造用金屬材料有鐵基合金、鈦基合金、鎳基合金、鋁合金、銅合金及貴金屬等。隨著增材制造技術(shù)在各領(lǐng)域的不斷發(fā)展,對其原材料的品質(zhì)要求也越來越嚴(yán)格,金屬粉末的球形度、純凈度、粒徑分布、流動性都對成形零件的質(zhì)量產(chǎn)生至關(guān)重要的影響。
目前,增材制造專用金屬粉末制備方法主要包括霧化法(以氣霧化為主,包括真空氣霧化(VIGA)和電極感應(yīng)霧化(EIGA)等)和等離子法(等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化(PREP)、等離子熔絲霧化(WPA)和等離子球化技術(shù)(PA)等)。