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金屬3D打印新手常栽在 “粉末陷阱” 里:花150元買的不銹鋼粉末,打印時堵了3次噴嘴,清理2小時才通;用低價鈦合金粉末做零件,剛打印完就裂成兩半,500g粉末(值400元)全浪費 —— 劣質(zhì)粉末的 “原罪” 就三個:粒徑不均、流動性差、純度低,不僅毀零件,還可能刮花打印機鋪粉輥(換一個要 300+ 元),妥妥的 “省小錢虧大錢”。
其實不用專業(yè)檢測設(shè)備,靠 “看粒徑、測流動性、查純度” 三個簡單方法,就能揪出 90% 的劣質(zhì)粉末。本文把每個方法拆成 “新手能上手的步驟”,再講清合規(guī)認(rèn)證怎么認(rèn),幫你采購時 “不踩坑、不浪費”。
別覺得 “粉末看著差不多就行”,劣質(zhì)粉末帶來的麻煩遠(yuǎn)超想象,這 3 個坑尤其要注意:
1. 堵噴嘴 + 毀設(shè)備:粉末里混著>100μm 的粗顆粒(像沙子里摻小石子),打印時卡進(jìn)噴嘴,硬通可能刮傷噴嘴;粗顆粒還會磨花鋪粉輥,導(dǎo)致后續(xù)鋪粉不勻,零件全是瑕疵;
2. 零件脆裂報廢:純度不夠,比如鈦合金粉末氧含量超 0.2%,打印后零件內(nèi)部藏著微裂紋,輕輕一掰就斷,根本沒法用;
3. 層間分層像 “豆腐渣”:流動性差的粉末結(jié)塊(像受潮的面粉),鋪粉時出現(xiàn)空洞,層與層粘不牢,零件拿起來就分層。
某 3D 打印工作室的教訓(xùn):買了 1kg 比市場價低 30% 的不銹鋼粉末,1 個月打印失敗 6 次,浪費 300g 粉末,還刮花了鋪粉輥,最后花 200 元買正規(guī)粉末,反而多花了錢 ——“貪便宜” 就是給后續(xù)埋雷。
這三個方法從 “看外觀” 到 “測性能”,層層遞進(jìn),用的都是家里或低成本能找到的工具,像 “挑食材” 一樣簡單。
粒徑是粉末的 “基礎(chǔ)門檻”,適配 SLM/DMLS 主流工藝的優(yōu)質(zhì)粉末,粒徑得在15-53μm之間(太粗堵噴嘴,太細(xì)易飛揚),新手按這兩步判斷:
① 取 1g 粉末倒在白紙上,用 20 倍放大鏡(手機放大鏡 APP 也行)觀察;
② 對比判斷:
? 優(yōu)質(zhì):顆粒大小均勻,像 “篩過的細(xì)沙”,沒有肉眼能看清的粗顆粒(肉眼可見的基本>53μm),也沒有結(jié)塊(手捏能散的是受潮,捏不散的是劣質(zhì));
? 劣質(zhì):能看到明顯 “粗顆?!保ㄏ裥∈樱蛴泻谏s質(zhì)點,甚至粉末結(jié)塊成小疙瘩。
① 讓廠家給 “激光粒度儀檢測報告”,重點看D10、D50、D90三個數(shù)(D10=10% 顆粒的粒徑,D50 = 中間值,D90=90% 顆粒的粒徑);
② 優(yōu)質(zhì)標(biāo)準(zhǔn):D10≥15μm、D50 在 25-40μm、D90≤53μm(比如 D10=18μm、D50=32μm、D90=50μm,說明 90% 的顆粒在 18-50μm,合格);
③ 劣質(zhì)信號:D10<10μm(細(xì)粉太多,易飛揚)、D90>60μm(粗粉太多,必堵噴嘴),比如 D90=70μm,10% 的顆粒超 70μm,打印必卡噴嘴。
流動性決定粉末能不能在打印機里 “鋪得平、鋪得勻”,優(yōu)質(zhì)粉末的標(biāo)準(zhǔn)是漏斗流速≤30 秒 / 50g(用標(biāo)準(zhǔn)霍爾漏斗測),步驟超簡單:
? 標(biāo)準(zhǔn)霍爾漏斗(口徑 2.5mm,網(wǎng)上 50-100 元,3D 打印耗材店能買);
? 家用廚房秤(精度 0.1g,家里有就不用買);
? 手機秒表(替代專業(yè)秒表);
? 小杯子(裝粉末)。
① 先烘干粉末:把粉末放在 80℃烤箱(或吹風(fēng)機熱風(fēng))烘 2 小時,避免受潮影響流動性;
② 稱 50g 粉末:用廚房秤稱準(zhǔn) 50g,倒在漏斗上方;
③ 計時:打開漏斗開關(guān),同時按秒表,粉末全流完時停表;
④ 判斷標(biāo)準(zhǔn):
流速(秒 / 50g) | 等級 | 能不能用? | 打印影響 |
≤25 秒 | 優(yōu)質(zhì) | 首選,適合高速打印 | 鋪粉勻,層間粘得牢,廢品少 |
25-30 秒 | 合格 | 能用,常規(guī)打印沒問題 | 偶爾調(diào)下鋪粉速度就行 |
>30 秒 | 劣質(zhì) | 別用! | 鋪粉結(jié)塊有洞,零件易開裂 |
純度直接決定零件強度,優(yōu)質(zhì)粉末的雜質(zhì)總含量≤0.1% ,重點看 “氧、氮、碳” 這些有害雜質(zhì),新手按 “查報告 + 簡單燒” 判斷:
① 讓廠家提供 “ICP 檢測報告”(測金屬雜質(zhì))或 “氧氮分析儀報告”(測氧氮);
② 不同粉末的純度標(biāo)準(zhǔn):
? 鈦合金粉末:氧含量≤0.15%、氮含量≤0.05%(超了零件必脆裂);
? 不銹鋼 316L 粉末:氧含量≤0.08%、碳含量≤0.03%(超了耐腐蝕性差);
③ 劣質(zhì)信號:報告不標(biāo)這些指標(biāo),或含量超標(biāo)(比如鈦合金氧含量 0.3%),甚至沒有報告,只靠嘴說 “純度高”。
① 取 0.5g 粉末放在陶瓷勺子里,用打火機燒 30 秒(遠(yuǎn)離易燃物);
② 冷卻后看:
? 優(yōu)質(zhì):顏色基本不變(鈦合金還是灰白色,不銹鋼還是銀灰色);
? 劣質(zhì):表面發(fā)黑(雜質(zhì)燃燒),或結(jié)塊(雜質(zhì)熔點低,高溫粘一起)。
優(yōu)質(zhì)粉末有 “身份證”,劣質(zhì)粉末要么沒有,要么貼假的,這兩個認(rèn)證重點看:
? 作用:針對醫(yī)療用粉末,保證生物相容性(比如鈦合金植入體不會讓人體排異);
? 怎么認(rèn):包裝上有 “ISO 13485” 標(biāo)志,下面有認(rèn)證機構(gòu)代碼(如 SGS、TUV)和證書號;
? 查真?zhèn)危旱卿浾J(rèn)證機構(gòu)官網(wǎng)(比如 SGS 官網(wǎng)),輸入證書號,能查到 “金屬增材制造粉末” 的認(rèn)證范圍,查不到就是假的。
? 作用:美國材料協(xié)會制定的金屬 3D 打印粉末標(biāo)準(zhǔn),明確粒徑、純度、流動性要求,適配 SLM/DMLS 工藝;
? 怎么認(rèn):包裝標(biāo) “Compliant with ASTM F3001”,或報告里引用這個標(biāo)準(zhǔn);
? 避假:別信只標(biāo) “ASTM 標(biāo)準(zhǔn)” 的,沒寫 “F3001” 就是忽悠,比如標(biāo) ASTM A240(那是不銹鋼板材標(biāo)準(zhǔn),和粉末沒關(guān)系)。
? 打醫(yī)療零件(如植入體):必須要 “ISO 13485+ASTM F3001” 雙認(rèn)證;
? 打工業(yè)零件:至少要有 ASTM F3001,或國內(nèi) GB/T 35022 標(biāo)準(zhǔn);
? 沒認(rèn)證的粉末,再便宜也別買,風(fēng)險太高。
1. 不貪低價:低于市場價 20% 的慎買
優(yōu)質(zhì)鈦合金粉末 800-1200 元 /kg,不銹鋼 316L 150-200 元 /kg,若報價低于 600 元 /kg(鈦合金)、120 元 /kg(不銹鋼),大概率摻了回收料或雜質(zhì),別買;
2. 先買小樣試:100g 足夠
首次買某品牌,先買 100g,按 “看、測、查” 驗證,再打印 1cm 小方塊,看是否開裂、層間是否牢,沒問題再批量買;
3. 要 “三報告”:缺一不可
必須要 “粒徑分析報告、成分檢測報告、認(rèn)證證書復(fù)印件”,報告要有檢測機構(gòu)公章,日期在 3 個月內(nèi)(粉末易受潮變質(zhì));
4. 儲存后復(fù)檢:別讓好粉末變劣質(zhì)
粉末買回家要密封放干燥箱,用前看是否結(jié)塊,測下流速,若流速超 30 秒,烘干后再測,還不行就別用了。
看粒徑,15-53 細(xì)沙樣;
測流速,30 秒內(nèi)漏斗暢;
查純度,雜質(zhì)≤0.1% 強;
認(rèn)認(rèn)證,ISO+ASTM 別忘。
檢查項 | 優(yōu)質(zhì)表現(xiàn) | 劣質(zhì)表現(xiàn) | 結(jié)論 |
粒徑(放大鏡 / 報告) | 15-53μm,無粗粒結(jié)塊 | >60μm 粗粒多,或<10μm 細(xì)粒多 |
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流動性(漏斗測試) | ≤30 秒 / 50g,流速順 | >30 秒 / 50g,結(jié)塊堵漏斗 |
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純度(報告 / 灼燒) | 氧氮雜質(zhì)達(dá)標(biāo),灼燒不發(fā)黑 | 雜質(zhì)超標(biāo),灼燒發(fā)黑結(jié)塊 |
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認(rèn)證標(biāo)識 | 有 ISO 13485/ASTM F3001,可查 | 無標(biāo)識或假標(biāo)識,查不到信息 |
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價格(鈦合金 /kg) | 800-1200 元 | <600 元 |
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辨別劣質(zhì)金屬 3D 打印粉末,不用 “火眼金睛”,按這三個方法操作,再核對認(rèn)證,就能避開大多數(shù)坑。記?。汉梅勰┵F一點,但能讓你一次打印成功,省去返工和修設(shè)備的錢,長期看更劃算。