印度科學(xué)研究所(IISc)的研究人員發(fā)現(xiàn),金屬加工領(lǐng)域產(chǎn)生的切屑廢料在精煉后的性能與常見氣霧化粉末一樣好,能夠滿足金屬增材制造(SLM技術(shù))的使用要求。#球形金屬粉末
切屑通常作為廢品丟棄。它通常呈細(xì)絲狀,就像金屬碎片一樣,但它有時候也會呈現(xiàn)出*的球形顆粒。由機(jī)械工程系助理教授KoushikViswanathan領(lǐng)導(dǎo)的IISc研究小組發(fā)現(xiàn),這小部分球形粉末顆粒是由于在切削過程中表面層的氧化(放熱反應(yīng))產(chǎn)生的高熱而熔化的結(jié)果。然后,他們改進(jìn)了這一工藝以生產(chǎn)大量球形粉末,這些粉末被收集并進(jìn)一步加工,用作增材制造的原料。他們的研究表明,這些顆粒在金屬增材制造方面的性能與商業(yè)氣體霧化粉末一樣好。該工藝可用作生產(chǎn)金屬粉末的替代技術(shù)。
IISc產(chǎn)品設(shè)計和制造中心的博士生、該研究的作者之一PritiRanjanPanda補(bǔ)充說:“我們有一種替代的、低成本和可調(diào)控的制造金屬粉末的方法,以及保證*終粉末的高質(zhì)量。與傳統(tǒng)的氣體霧化粉末相比,這似乎非常具有競爭力。”
Viswanathan解釋說:“*近人們對采用金屬增材制造產(chǎn)生了濃厚的興趣,因?yàn)閺谋举|(zhì)上講,它可以實(shí)現(xiàn)大量定制并允許設(shè)計自由。然而,現(xiàn)有金屬粉末的高昂成本一直是絆腳石。我們希望我們的工作將為制造更便宜、更容易獲得的金屬粉末打開新的大門!
機(jī)械系博士生HarishSinghDhami(本研究的參與者)補(bǔ)充說:“降低增材制造工藝的成本(通過經(jīng)濟(jì)的粉末)可以擴(kuò)大材料范圍,例如制造生物醫(yī)學(xué)植入物,這可能變得更便宜、更容易獲得。”
研究人員表示,使用磨損制造金屬粉末在其他高性能應(yīng)用中也具有潛力,例如飛機(jī)發(fā)動機(jī),在這些應(yīng)用中需要高度的特異性和復(fù)雜性。
用于3D打印的傳統(tǒng)金屬粉末存在缺陷。AM的主要來源材料是金屬粉末,主要使用稱為霧化的技術(shù)生產(chǎn),其中熔融金屬流使用空氣或水射流分解成細(xì)小液滴。然而,盡管它被廣泛使用,但霧化的產(chǎn)量很低,價格昂貴,而且它可以處理的材料類型不靈活。然而,這種新技術(shù)回避了這些問題。
對此,也有國外網(wǎng)友提出質(zhì)疑。認(rèn)為該技術(shù)無法控制成分純度,粒徑范圍及氧增量也存在疑問,如何將雜質(zhì)碎屑分離也是難題。
非球形金屬粉末如何用在增材制造領(lǐng)域?國內(nèi)常用的方案是使用等離子球化設(shè)備,對非球化粉末進(jìn)行表面重熔,冷凝球化,獲得高純度,高球形(球形度≥95%、球形率≥98%),高流動性,高振實(shí)密度的粉體。適用材料如難熔金屬包括鎢、鉬、鉭、鈮、錸、釩,以及常見金屬Ni,Cu,Mn等,SiO2、ZrO2、YSZ、Al2O3等氧化物陶瓷粉體。