张丽民, 刘淑凤, 马会娜, 左玉婷

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3D打印是基于离散-堆积原理，以粉末、丝、片等材料为原材料，在高能量束源作用下，通过三维软件计算机辅助设计(CAD)数学模型直接逐层堆积、层层叠加而直接制备构件的一种新型制造技术。以粉末作为原材料的3D打印技术应用最为广泛，3D打印金属粉末的化学成分、粒度、密度、流动性、球形度、空心率等物理、化学性能会直接影响3D打印构件的成型性，其中球形度直接影响粉末的流动性，球形度越高，粉末的流动性越好，越容易混合均匀，从而降低3D打印构件的组织偏析和孔隙率[1-2]。笔者利用扫描电镜和图像分析软件对3D打印金属粉末的球形度进行了测试分析。

1 球形度定义和试验方法

1.1 球形度定义

扫描电镜拍摄的图片为二维形貌图[3]，球形度二维定义为颗粒的面积等效直径与颗粒周长等效直径之比，当球形度为1时，为严格意义的球形颗粒,球形度的计算式

Q=dS/dC

(1)

式中:dS为颗粒的面积等效直径；dC为颗粒的周长等效直径。

1.2 试样制备

该次测试的金属粉末参数如表1所示。测试时，将扫描电镜测试用导电胶黏贴到样品台上，用牙签挑取试样粉末，轻震手臂，粉末轻轻洒落在导电胶上，然后用洗耳球吹掉黏结不牢固的粉末，重复上述操作，直到导电胶表面平铺一层粉末。

表1 金属粉末试样的粒径范围Tab.1 Particle size range of metal powder samples

1.3 试验方法

首先将制备好的粉末试样置于扫描电镜下进行观察，调整焦距，选择放大倍数，放大倍数的选择要依据金属粉末的粒度，一般情况下，视场中有200～300颗的颗粒为宜，既方便统计，也可以保证颗粒图像的清晰度。……