增材制造或3D打印被广泛认为是一场新的工业革命1在零部件和产品的制造中。然而，有一些问题不是由于技术，而是由于可作为起始材料的金属粉末不一致。
增材制造(AM)或3D打印涉及1从计算机辅助设计(CAD)模型一层一层地制造产品。使用ED打印的金属物体的制造可以通过两个简单的交替步骤来完成:
- 粉末沉积形成粉末床的薄片金属粉末的沉积
- 用热将颗粒烧结在一起yabo214
增材制造有什么特别之处?
AM制造现有产品的优势包括:
减少建筑成本和材料浪费亚博网站下载2，3．航空航天工业是一个典型的例子，零部件制造业受益于节省新飞机的燃料和材料。优势包括
- 这是鼓励产品创新的好方法2，3，
- 使复杂的功能易于创建，
- 允许轻松定制产品，这对医疗保健和医疗设备行业很有吸引力
- 短的生产时间是理想的原型。这在汽车、工具和能源行业尤其有用。
面临的问题
尽管有这些好处，金属AM还没有被工业生产完全接受。美国能源部(U.S. Department of Energy)强调了可能增加整个制造业使用AM的改进。
这包括:表面质量，工艺可靠性和零件的再现性2，这都是由于金属粉末原料的质量。
美国国家标准与技术研究所(NIST)已经发现，缺乏描述金属原料的标准方法4，会影响产品质量。
关键金属粉末性能表征
需要考虑的最重要的金属粉末特性包括:粒径、形状、密度、孔隙率、表面积和形貌:
颗粒大小
金属粉末的粒度分布是保证床层内均匀分布和最终产品表面不粗糙必不可少的。
Micromeritics Saturn DigiSizeMI可以通过使用激光二极管和电荷耦合器件(CCD)探测器来确定粒径分布，以实现高灵敏度、分辨率和重现性的粒径测量。
颗粒形状
球形颗粒通常是首选，因yabo214为它们包装在一起比非球形颗粒更有效，为均匀的粉末床密度和更好的质量的最终产品。
Micromeritics/ Particle Systems Particle Insight是一种动态图像分析仪，能够记录运动中的粒子图像。yabo214颗粒大小和多达28种不同的形状参数可以实时检测。
密度
有许多重要的密度参数会影响，例如，粉末床的烧结动力学和最终产品的孔隙率和力学性能。两个很好的例子是表观密度，它描述了多孔材料的密度，不包括任何开放的孔隙，以及TAP密度，它是一种测量粉末颗粒聚集程度的方法。yabo214
这些特性可以使用Micromeritics生产的AccuPyc氦比重计和GeoPyc包络/TAP密度分析仪进行研究。这些仪器是无损的，也能够显示金属粉末的总孔隙率，当一起使用时。
孔隙度
金属粉末床的孔隙率对最终产品的机械强度有很大的影响。一些应用，如人工骨种植体，应该是轻的，并匹配周围骨区域的高孔隙率，同时仍然保持机械强度。
Micromeritics AutoPore V系列汞孔隙度仪是专门设计用于测量金属粉末孔隙度的仪器。该仪器的工作原理是在控制的压力下测量水银进入多孔结构的情况。样品的孔隙度参数，如孔径分布、总孔体积、总孔表面积和中位孔径等都可以很容易地测量出来。
表面积
单位粉末质量的比表面积或比表面积决定了金属粉末颗粒烧结的好坏。yabo214
Micromeritics TriStar II Plus气体吸附仪使用BET (Brunauer-Emmett-Teller)方法，通过测量粉体表面物理吸附的氮气或氪气体的量来确定比表面积，比表面积与比表面积成正比。
表面形貌
烧结过程中颗粒的团聚、表面粗糙度和颗yabo214粒形状不规则是影响粉末有效流动的因素之一。表面粗糙度也与最终金属物体的疲劳强度有很强的相关性。
Phenom ProX台式扫描电子显微镜(SEM)是一种集成像和x射线分析于一体的台式系统，既可以检测表面形貌，又可以提供元素组成分析。
Micromeritics提供了一系列的仪器来表征在AM中使用的金属粉末。
参考资料及进一步阅读
- 杰里米·里夫金。[2011]第三次工业革命:横向力量如何改变能源、经济和世界。美国纽约。
- 美国能源部。[2015]中国科技导报，第6章:增材制造。
- 皇家工程学院。[2013]增材制造:机遇与约束。
- J. A. Slotwinski etal . [2014] Characterization of Metal powder Used for Additive Manufacturing。《美国国家标准与技术研究所学报》第119卷，美国马里兰州。
这些信息来源于Micromeritics仪器公司提供的材料。亚博网站下载
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