微纳3d打印的材料要求

微纳3d打印是近年来非常实用的新技术。在航空航天和高精密零部件的生产中，已经开始展露头角，显著降低了部分非标高精密部件的成本。

微纳3d打印与传统的制造思路有显著区别。传统制造思路基本都属于减材制造，比如在一个圆柱体体内，切削出一个零部件。3D打印属于增材制造，它以数字模型文件为基础，运用粉末状粘合材料，以逐层打印的方式来构造物体。3D打印的主要材料可分为树脂类材料、石蜡材料、金属材料、陶瓷材料及其复合材料等。

材料是微纳3d打印的核心。材料达不到要求，打印出来的零部件也必然不合格。

金属粉末3D打印是目前应用价值最 高的3D打印。金属粉末的特性直接决定了产品的最 终质量。因此，3D打印对金属粉末材料有很高的要求。

1. 粉末纯度

杂质的可能改变零件的特性，甚至能直接导致打印失败。金属粉末的纯度直接影响产品的成形质量。若粉末中含有杂质，可能在烧结成形过程中与金属粉末发生化学反应，造成打印失败或者改变零件的属性。

2. 颗粒形状

粉末的颗粒形状直接影响到粉末的流动性、松装密度，进而对所制备金属零件的性能产生影响。

一般来说，球形或近球形粉末有良好的流动性，在打印过程中不易堵塞供粉系统，能铺成薄层，进而提高3D打印零件的尺寸精度、表面质量，以及零件的密度和组织均匀性，是作为3D打印的首 选原料形状类型。

3. 粒径及粒度分布

理论上讲，粉末粒径越小，比表面积越大，越有利于烧结的顺利进行；细小的粉末颗粒之间空隙小，相邻两铺粉层之间连接紧密，有利于烧结强度的提高。细颗粒填充到大颗粒的空隙中，提高了粉末的堆积密度，进而提高打印零件的强度和表面质量。但是，如果细颗粒过多，易造成铺粉厚度不均匀，在烧结过程中出现“球化”现象。

研究发现，在激光净成型技术中，粉末粒径过大时，喷出的粉末反弹飞溅严重，降低了粉末利用率；此外，粒径过小的超细粉由于直径太小，容易团聚，降低了粉末输送性能，影响打印的持续。大量实验表明，粗细粉末颗粒以恰当的配比混合，才能得到良好的3D打印效果。

为了保证粗细粉末的配比合理，一般都会使用空气喷射筛（负压筛分仪）来测量粉末的粒度分布。

4.粉末的工艺性能

粉末的工艺性能主要包括流动性、振实密度、松装密度和循环利用性能。

松装密度是粉末自然堆积时的密度，振实密度是经过振动后的密度。粉末松装密度高，孔隙率低，成形后的零件致密度高，成形质量好。

粉末的流动性是粉末的关键性能之一，粉末的流动性直接影响打印过程中铺粉的均匀性和送粉的稳定性。高流动性的粉末易于流化，沉积均匀，利用率高。