在過去的十年中，金屬增材制造在工業(yè)領域占據(jù)了主導地位。該技術仍被廣泛用于原型制作，它正逐漸達到成熟狀態(tài)，這將使最終使用零件的批量生產(chǎn)成為可能。金屬增材制造工藝通常依靠粉末（有時是金屬絲）制造零件。在金屬增材制造開始之初，制造商無法獲得專門為3D打印設計的金屬粉末；因此，他們必須處理常規(guī)規(guī)格的粉末而導致部分浪費。如今，購買具有正確規(guī)格的3D打印粉末相對容易。問題是制造商可以有效地重復利用剩余的金屬粉末嗎？

我們今天就來探討一下金屬粉末的可重復使用性問題。你們中許多人都知道，與常規(guī)制造技術相比，增材制造的好處之一是可以回收材料。關鍵是將粉末保持在AM工藝的正確規(guī)格下。在最流行的金屬3D打印過程中，也稱為激光粉末床融合（LPBF），僅將少量材料融合在一起就可以創(chuàng)建物體，其余的則保持不變。

激光粉末床融合工藝

因此，可回收性在很大程度上取決于所使用的材料-每種材料的使用期限都不同。雷尼紹高級應用工程師Lucy Grainger說：“ 在化學性能方面，各種鋼不像鈦或鋁合金那樣容易降解。通常，粉末尺寸的分布需要像鐘形曲線型分布。粉末通常需要呈球形而不是角形，以使其易于流動。因此，當我們給各層加料時，每次都是一致且可重復的?！?本質(zhì)上，材料的重復利用受材料在沒有成型之前會降解多少的限制。

每種粉末的性能會因所使用的系統(tǒng)而異，這是某些制造商可能無法考慮的信息。但是，了解材料在機器上的工作方式非常關鍵，這意味著必須事先進行驗證實驗。此外，您要創(chuàng)建的零件類型將影響粉末的可重復使用性。例如，復雜的零件（例如晶格結構）將比簡單零件（其中熱影響區(qū)僅在邊緣）具有更多的熱影響區(qū)。考慮到粉末越靠近發(fā)生熔化過程的熱源，其老化速度越快，復雜的零件將使更多的粉末老化。

圖片來源：EOS

最后，影響金屬粉末重復利用的因素還包括3D打印機的架構。露西·格蘭杰（Lucy Grainger）補充道：“ 借助粉末化學，幾乎所有內(nèi)容都與構建室內(nèi)的環(huán)境有關。一旦機器對粉末發(fā)射激光并將其加熱，取決于材料，熔化的材料和受熱影響區(qū)域中的顆粒將吸入腔室內(nèi)可用的任何氧氣，氮氣和水分子?！?因此，正確密封的構建室可以通過阻止空氣和濕氣進入構建室的大氣來延長材料的再利用周期。

在過去的十年中，金屬增材制造在工業(yè)領域占據(jù)了主導地位。該技術仍被廣泛用于原型制作，它正逐漸達到成熟狀態(tài)，這將使最終使用零件的批量生產(chǎn)成為可能。金屬增材制造工藝通常依靠粉末（有時是金屬絲）制造零件。在金屬增材制造開始之初，制造商無法獲得專門為3D打印設計的金屬粉末；因此，他們必須處理常規(guī)規(guī)格的粉末而導致部分浪費。如今，購買具有正確規(guī)格的3D打印粉末相對容易。問題是制造商可以有效地重復利用剩余的金屬粉末嗎？

我們今天就來探討一下金屬粉末的可重復使用性問題。你們中許多人都知道，與常規(guī)制造技術相比，增材制造的好處之一是可以回收材料。關鍵是將粉末保持在AM工藝的正確規(guī)格下。在最流行的金屬3D打印過程中，也稱為激光粉末床融合（LPBF），僅將少量材料融合在一起就可以創(chuàng)建物體，其余的則保持不變。

激光粉末床融合工藝

因此，可回收性在很大程度上取決于所使用的材料-每種材料的使用期限都不同。雷尼紹高級應用工程師Lucy Grainger說：“ 在化學性能方面，各種鋼不像鈦或鋁合金那樣容易降解。通常，粉末尺寸的分布需要像鐘形曲線型分布。粉末通常需要呈球形而不是角形，以使其易于流動。因此，當我們給各層加料時，每次都是一致且可重復的?！?本質(zhì)上，材料的重復利用受材料在沒有成型之前會降解多少的限制。

每種粉末的性能會因所使用的系統(tǒng)而異，這是某些制造商可能無法考慮的信息。但是，了解材料在機器上的工作方式非常關鍵，這意味著必須事先進行驗證實驗。此外，您要創(chuàng)建的零件類型將影響粉末的可重復使用性。例如，復雜的零件（例如晶格結構）將比簡單零件（其中熱影響區(qū)僅在邊緣）具有更多的熱影響區(qū)。考慮到粉末越靠近發(fā)生熔化過程的熱源，其老化速度越快，復雜的零件將使更多的粉末老化。

圖片來源：EOS

最后，影響金屬粉末重復利用的因素還包括3D打印機的架構。露西·格蘭杰（Lucy Grainger）補充道：“ 借助粉末化學，幾乎所有內(nèi)容都與構建室內(nèi)的環(huán)境有關。一旦機器對粉末發(fā)射激光并將其加熱，取決于材料，熔化的材料和受熱影響區(qū)域中的顆粒將吸入腔室內(nèi)可用的任何氧氣，氮氣和水分子?！?因此，正確密封的構建室可以通過阻止空氣和濕氣進入構建室的大氣來延長材料的再利用周期。