增材制造技術(shù)，也稱3D打印，是一種具潛力的開創(chuàng)性高效制造技術(shù)。它所涉及到的“打印”過程往往比較復(fù)雜。逐層添加粉體形成緊密排列的粉堆，然后選擇性地?zé)Y(jié)成整體。控制粉體性能對于加工效率和終產(chǎn)品質(zhì)量非常關(guān)鍵。粉層形成時，粉體如何流動和壓縮，是決定性能的重要影響因素。原料的差異可能導(dǎo)致堆積密度不一致、發(fā)生分層不均勻、抗拉強(qiáng)度低以及表面光潔度不達(dá)標(biāo)。
FT4粉體流變儀（下圖）作為通用粉體測試儀，全面檢測粉體材料的特性。這些信息與工藝經(jīng)驗(yàn)相結(jié)合，可提高加工效率同時有助于質(zhì)量控制。能夠測量動態(tài)流動性以及整體性能，例如密度、可壓性和透氣性，并且集成了剪切盒和壁面摩擦測試。
FT4粉體流變儀
選用來自同一供應(yīng)商的三種不銹鋼樣品在FT4粉體流變儀上進(jìn)行測試并分析。三種材料均來自同一供應(yīng)商，其粒度分布幾乎相同，并且在休止角和漏斗流動測試中反映出相近的流動性。然而實(shí)際制造工藝中卻發(fā)現(xiàn)表現(xiàn)迥異，金屬粉體A和B呈現(xiàn)可接受的特性，然而金屬粉體C經(jīng)常發(fā)生堵塞而導(dǎo)致終產(chǎn)品不合規(guī)。
金屬粉體C（上圖）的比流動能明顯較大，說明具有較高的機(jī)械咬合程度和顆粒間摩擦作用?？梢娮陨砹鲃幼枇Φ脑黾邮菍?dǎo)致低應(yīng)力環(huán)境下堵塞和其它流動相關(guān)問題的常見原因。
金屬粉體C（上圖）粉床產(chǎn)生較高的壓降，表明其透氣性比較低，不易釋放傾倒過程中包覆的空氣，使得沉積過程中粉體夾帶的空氣量增加，導(dǎo)致粉層不均勻，成品內(nèi)存在孔隙。
對于不同供應(yīng)商使用同一制造方法生產(chǎn)，以及同一供應(yīng)商使用不同制造方法生產(chǎn)的合金樣品，進(jìn)行類似的考察。
剪切盒測試（上圖）能夠區(qū)分出由于制造方法變化造成的差異。這表明許多變量所帶來的影響可能超出使用者的控制范圍，突出了原料定期且深入評估的必要性。然而，僅使用剪切試驗(yàn)，即使采用兩個不同供應(yīng)商的原料，仍然可能將相同制造工藝所生產(chǎn)的樣品歸為一類。
選用動態(tài)測試（上圖）則可以區(qū)分三種樣品之間的明顯差異，識別兩個供應(yīng)商的樣品。方法1制備所得的樣品在低應(yīng)力的操作時，呈現(xiàn)自由流動的行為。這種動態(tài)表征下的差異更能看出不同變量對流動性能的影響。
以上的結(jié)果都說明全面表征粉體的特性是十分必要的，尤其是依賴于粉層精準(zhǔn)沉積的增材制造工藝，需要選擇一種適合的表征手段，評價工藝適合且批次間穩(wěn)定的原料，才能確保產(chǎn)品的質(zhì)量。
如何評價增材制造領(lǐng)域中加工相關(guān)的粉體性能，更多信息請查看視頻。
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麥克默瑞提克（上海）儀器有限公司
關(guān)于麥克儀器公司
麥克儀器公司是提供材料表征解決方案的廠商，在密度、比表面積及孔隙度、粒度及粒形、粉體表征、催化劑表征及工藝開發(fā)等五個核心領(lǐng)域擁有儀器和應(yīng)用技術(shù)。
麥克儀器公司成立于1962年，總部位于美國佐治亞州諾克羅斯，在擁有400多名員工。公司同時具備豐富的科學(xué)知識庫和內(nèi)部生產(chǎn)制造，為石油加工、石化產(chǎn)品和催化劑、食品和制藥等多個行業(yè)，以及下一代材料例如石墨烯、MOF材料、納米催化劑和沸石等表征提供高性能產(chǎn)品。公司設(shè)有Particle Testing Authority（PTA）實(shí)驗(yàn)室,可提供商業(yè)測試服務(wù)。
戰(zhàn)略收購富瑞曼科技有限公司（Freeman Technology Ltd）和PID公司(PID Eng & Tech)，也反映公司一直致力于在粉體和催化等工業(yè)關(guān)鍵領(lǐng)域提供優(yōu)化、集成的解決方案。
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