粉末材料的物理性能对激光烧结工艺的影响

1、粉末材料的物理性能粉末材料的物理性能对激光烧结工艺的影响对激光烧结工艺的影响课程：激光课程：激光3D3D打印技术打印技术主讲教师：华学兵主讲教师：华学兵教学目标教学目标了解粉末材料的物理性能了解粉末材料的物理性能对对激光烧结激光烧结工艺工艺有何有何影响影响粉末材料的物理性能粉末材料的物理性能主要包括粒度，颗粒形貌，粒度分布，熔点，比热等主要包括粒度，颗粒形貌，粒度分布，熔点，比热等粉末材料的这些物理性能对烧结工艺有着重大的影响，处粉末材料的这些物理性能对烧结工艺有着重大的影响，处理不好，不仅会影响成型质量，甚至会导致整个工艺无法进理不好，不仅会影响成型质量，甚至会导致整个工艺无法进行。行。 1

2、 粉末粒度的影响粉末粒度的影响粉末粒度即粉粉末粒度即粉末颗粒的大小，末颗粒的大小，理论上用直径理论上用直径尺寸来表征尺寸来表征。12 3 4粉末粒度最直接的影响是铺粉末粒度最直接的影响是铺粉厚度，铺粉厚度至少要大粉厚度，铺粉厚度至少要大于两倍以上的粉末颗粒直径，于两倍以上的粉末颗粒直径，否则不能铺出均匀密实的粉否则不能铺出均匀密实的粉层，致使烧结无法进行。层，致使烧结无法进行。一般具有多晶结构，只有极细粉末才可一般具有多晶结构，只有极细粉末才可能出现单晶颗粒。能出现单晶颗粒。理论上，粉末粒度越小越好。粒度越小，理论上，粉末粒度越小越好。粒度越小，比表面积越大，烧结驱动力越大，从而比表面积越大，

3、烧结驱动力越大，从而越有利于烧结进行。越有利于烧结进行。颗粒越小，颗粒之间的空隙越小，颗粒越小，颗粒之间的空隙越小，层与层之间的连接越紧密，越有利于层与层之间的连接越紧密，越有利于提高烧结密度和烧结强度。提高烧结密度和烧结强度。实际上，粒度太细不利于铺粉实际上，粒度太细不利于铺粉2 细粗颗粒配比的影响细粗颗粒配比的影响细粗颗粒两种组元以恰当的配比细粗颗粒两种组元以恰当的配比使用，才能起到所期望的效果，使用，才能起到所期望的效果，否则可能使烧结无法进行。否则可能使烧结无法进行。1起到粘结剂的作用，因为起到粘结剂的作用，因为细粉末受热比大颗粒容易细粉末受热比大颗粒容易熔化，熔化以后以液态形熔化，熔

4、化以后以液态形式填充到大颗粒中，把大式填充到大颗粒中，把大颗粒连接起来。从而可以颗粒连接起来。从而可以适当减少粘结剂的使用比适当减少粘结剂的使用比例，来减少烧结件的收缩。例，来减少烧结件的收缩。增加粉末密度，因为增加粉末密度，因为细颗粒填充到大颗粒细颗粒填充到大颗粒的空隙中，提高了粉的空隙中，提高了粉末的紧实度，从而可末的紧实度，从而可减少烧结成型件的空减少烧结成型件的空隙，提高强度，为后隙，提高强度，为后处理奠定基础。处理奠定基础。23 颗粒形貌的影响颗粒形貌的影响常见的颗粒形貌常见的颗粒形貌球形颗粒球形颗粒实际使用实际使用特别提醒特别提醒球形，树枝形，针状，粒状，片状等球形，树枝形，针状，

5、粒状，片状等流动性好，有利于铺粉。流动性好，有利于铺粉。但球形颗粒之间，两两相切堆积，密度小，空隙大。但球形颗粒之间，两两相切堆积，密度小，空隙大。使烧结件的相对密度小，影响成型质量。使烧结件的相对密度小，影响成型质量。粉末中大小粒度与各种形貌并不能合理搭配。粉末中大小粒度与各种形貌并不能合理搭配。需要人为加入其他形貌颗粒进行搭配。需要人为加入其他形貌颗粒进行搭配。以期实现不同颗粒的优化组合，提高烧结质量。以期实现不同颗粒的优化组合，提高烧结质量。若单独使用球形颗粒，就要考虑加入针状、片状颗粒若单独使用球形颗粒，就要考虑加入针状、片状颗粒 来提高成型密度。来提高成型密度。但加入量要适度，以免影

6、响粉末流动性。但加入量要适度，以免影响粉末流动性。粒度粒度分布分布粒度分布是指大粒度分布是指大小不同的颗粒的小不同的颗粒的相对含量，也称相对含量，也称之为粒度组成。之为粒度组成。如果分布不合适，在如果分布不合适，在直接激光烧结中会出直接激光烧结中会出现球化现象，影响表现球化现象，影响表面光洁度，降低强度，面光洁度，降低强度，使层与层是受热熔化使层与层是受热熔化的液相不能很好的浸的液相不能很好的浸润大颗粒粉末，而是润大颗粒粉末，而是收缩成球。收缩成球。4 粒度分布粒度分布的影响的影响影响影响概念概念5 纯度纯度的影响的影响材料纯度直接影响能否成型和成型质量材料纯度直接影响能否成型和成型质量。烧结烧结金属粉时，若粉末含有杂质，在烧结中金属粉时，若粉末含有杂质，在烧结中杂质杂质 可能可能与基体金属粉末发生与基体金属粉末发生化学反应化学反应。使使烧结无法进行或者使烧结件改变了属性烧结无法进行或者使烧结件改变了属性。课程小结课程小结 主要主要从粉末粒度、细粗颗粒配比、颗粒形貌、从粉末粒度、细粗颗粒配比、颗粒形貌、粒度分布以及纯度粒度分布以及纯度5个个方面，介绍了粉末材料的物方面，介绍了粉末材料的物理性