粉末床熔融增材制造用金属粉末的研究现状
2021-06-30郭瑜龙学湖刘敏汪强兵贺卫卫
郭瑜 龙学湖 刘敏 汪强兵∗ 贺卫卫
(1广州赛隆增材制造有限责任公司,广东 广州 510700;2西北有色金属研究院金属多孔材料国家重点实验室,陕西 西安 710016;3西安赛隆金属材料有限责任公司,陕西 西安 710016)
0 引言
增材制造技术(Additive Manufacturing,AM)可实现最终产品的定制化快速成形,加速商业产品中的零部件和系统设计变更,有望改变现有零件制造方式,是材料和制造科学中极为活跃的领域。近年来,金属增材制造装备及技术获得了极大的发展,根据Wohlers Associates 2020研究报告,2019年各类金属级增材设备销量为2300余台,呈快速增长趋势。粉末床熔融(Powder Bed Fusion,PBF)增材制造是目前发展最快、应用最广泛的金属增材制造技术,具有成形精度高、力学性能好、构件复杂、成形效率高等优点。根据能量源的不同,粉末床熔融增材制造技术可分为激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)和电子束选区熔化技术(Selective Electron Beam Melting,SEBM),两种技术的原理示意图如图1[1-2]所示。SLM技术具有更好的成形精度及更大的成形尺寸,SEBM技术具有更高的能量密度、更快的成形效率及真空环境下成形零件洁净度高等特点。

图1 两种PBF增材制造技术原理图
作为金属增材制造工艺的原材料,增材制造用金属粉末的需求呈爆发式增长。根据IDTechEx报道,2019年中国增材制造用金属粉末总消费市场达到2亿元,连续五年保持30%以上的增长,预计2025年全球增材制造粉末市场将突破50亿美元。本文从粉末床熔融增材制造用金属粉末的性能要求、制备工艺以及未来发展方向等方面介绍其研究现状。
1 粉末床熔融增材制造用金属粉末的性能要求
目前,粉末床熔融增材制造常用的金属粉末包括钛合金、镍基合金、铁基合金、钴铬合金、铝合金、铜合金及钨、钼、钽、铌等难熔金属。……
