金属增材制造重涂机如何影响制造质量

2022 年 7 月 27 日 | 阅读时间：4 分钟

为您的金属3D 打印工作选择增材制造涂层刀片似乎是一个很难做出的决定，但如果我们告诉您不需要这样呢？我们的研究团队一直在对增材制造涂层刀片和粉末的组合进行试验，以便让您更好地了解它对制作质量的影响。

有哪些不同的重涂材料？

重涂机刀片有多种类型，每种都由不同的材料制成，用于不同的用途。但一般可分为两类：软质和硬质。

软质重涂机刀片有一个弹性唇或碳刷，通常用于对成品部件细节要求较高的精细项目。这种涂覆机有可能在不完美的地方弯曲，减少因涂覆机卡住而中断工作的风险，但这可能意味着零件的表面处理不够纯净。软重涂机对于表面积较大的高纵横比零件也很有效。

硬质刮刀可由高速钢（HSS）或氧化锆陶瓷刀片制成，是磁性金属粉末构建的理想选择。硬质刮刀可提供更高水平的零件质量和可重复性，同时改善材料和工艺开发，这也是它们成为EOS 3D 打印机首选的原因。虽然由于刀片的容错性不如软质刮刀，卡纸现象更容易发生，但当需要构建精细结构时，硬质刮刀并不是最佳选择。

测试增材制造重涂机

为了了解增材制造涂层和金属粉末的不同组合是否会对最终的制造质量产生影响，我们选择了三种涂层和三种打印材料进行了一系列对比测试。

我们选择的三种金属是EOS Aluminium AlSi10Mg、EOS Titanium Ti64和EOS MaragingSteel MS1。我们之所以选择这三种广泛使用的特殊金属粉末，是因为它们各自具有不同的特性。铝粉是一种轻质合金，常用于航空航天和移动应用领域，而钛粉则是一种密度更大、更坚固的材料，常用于各行各业，尤其是医疗植入物生产领域。钢粉是我们的磁性材料，常用于模具生产。就我们的实验而言，这些粉末的关键区别因素在于它们不同的密度和粉末颗粒分布，这将使我们能够观察不同的重涂器对一系列粉末类型的影响。

每种金属都使用相同的软涂层器--硅唇和碳刷--进行了测试。由于钢粉具有磁性，因此使用陶瓷硬质刀片对其进行了测试，而其他两种金属则与高速钢涂覆器搭配使用。

我们绘制了各种标准化的构建图，以便对每个构建图进行直接比较。第一个作业布局是一系列简单的形状，如不同方向的圆柱体和立方体。这项工作一共进行了七次--每种涂层剂和粉末的组合各一次，外加一个标准 "控制 "版本。

第二项工作也是专门为测试弹性体刀片的精细度而设计的打印。这项工作中的部件包括一个格状球和一个带有丝状内部结构的国际象棋车，以真正提高重涂机的能力。在第二项工作中，我们故意将一半的构建平台留空，以便在完成部件后观察损坏的刀片对粉末床的影响。

我们发现了什么？

简而言之，我们发现无论使用何种金属粉末，每种涂覆剂之间都没有真正的区别。这并不是说生产出来的零件之间没有任何差别，只是说在某种粉末上使用哪种涂覆器都不会产生任何明显的差别。例如，在打印上使用钛粉时，每种涂覆器所涂覆的部件都相当一致。

我们对每次制造的三个主要方面进行了评估，以确定可能出现差异的地方。首先，我们检查了刮刀刀片的性能，以确定刮刀与粉末的组合是否更容易卡住。其次，我们检查了成品部件的整体质量，以确定是否存在与其他部件不同的地方--所制造部件的机械性能和孔隙率。第三，我们分析了构建后的粉末床，以确定构建材料是否受到任何干扰，例如粉末 "结块"--在这种情况下，不同密度的粉末可能会对所选的刮刀产生不同的反应。

我们发现，对于所有刮刀与粉末的组合，打印机的性能、制造质量和粉末床的完整性都符合 "良好制造 "的必要参数。我们注意到一些非常小的差异，我们假设这可能是由于材料批次的改变造成的。

我们学到了什么？

通过研究我们发现，从制造质量的角度来看，使用哪种金属粉末和涂覆剂组合并不重要。重要的是您所制造部件的预期用途。经过测试的每种金属粉末和涂层剂都能为不同的实际应用带来好处。为正确的零件使用正确的金属是首要目标，而使用能使零件发挥最佳性能的涂覆剂则是其次。

从注意到的小瑕疵中，我们现在很想继续研究，看看3D 打印机中粉末和重涂剂的变化可能产生的潜在污染会如何影响一次作业到下一次作业所制造部件的性能。这就是我们下一阶段研究的重点：对部件和粉末床进行化学分析，查看是否存在任何污染，并确定这是否会影响使用不同涂覆器-粉末组合制造的部件的长期实际应用。