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标题: 艾姆斯实验室的气体雾化粉末推动金属3D打印发展 [打印本页]

作者: 3D新闻 时间: 2017-1-16 15:45
标题: 艾姆斯实验室的气体雾化粉末推动金属3D打印发展
著名的艾姆斯实验室（Ames Laboratory）隶属于美国能源部，坐落在爱荷华州立大学。该实验室正在努力地制造出完美的金属粉末，他们的创新对3D打印行业的影响是巨大的。

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艾姆斯实验室

在当今的增材制造领域，3D打印金属是增长最快的部分之一，其发展也出现了新趋势。在过去几年里，我们看到了在廉价的打印机上实现3D打印金属的可能性。
早在2015年，位于威斯康星州的初创公司Virtual Foundry推出了一款名为Filamet的金属3D打印线材，该线材的独特之处在于它适用于任何一台桌面3D打印机，而这为许多3D打印机生产商打开了3D打印金属之门。

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用Filamet制成的3D打印对象（烧制后）

从那之后，创新不断涌现。就在刚刚过去的CES 2017上，马萨诸塞州公司Markforged推出了一种新的、相对便宜的3D打印金属方法——原子扩散增材制造（ADAM），和一款采用该方法的新型打印机Metal X。

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Metal X打印的金属件

现在，著名的艾姆斯实验室又给3D打印金属创造了新契机。由他们最先进的气体雾化方法生产出的金属粉末是由一颗颗十分光滑的球形颗粒组成的，这种形状的颗粒是一种理想的制造选择。

一个简单的沙漏测试揭示了这种粉末的优势。据天工社了解，当翻转一个定制的沙漏时，艾姆斯金属粉末能快速流畅地通过，而传统的金属粉末却停滞在沙漏颈部，晃动之后才能再次往下漏。

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“传统的金属粉末颗粒大小不一、边缘粗糙，”艾姆斯实验室的冶金学家Emma White评论说，“当把它们放在一起时，它们不会自然流动，因此在制造过程中需要一个脉冲机制或一个搅拌器，而这提高了生产线成本。”

针对这一问题，艾姆斯粉末被证明是一个有效的替代品。在过去的二十年中，它为实验室赢得了超过16项的专利，甚至还催生了一家名为IPAT的分公司来加速产品上市。

该方法的关键在于细节。气体雾化依靠高压气流将熔融金属分解成微小颗粒，从而产生粉末。金属先在实验室的感应炉里熔化，然后进入一个雾化喷嘴。从氩气到氦气的几种气体射流以一种紧凑的模式对准熔融金属，迫使液化金属直接与气流强大的动能耦合。这一过程创造出一个受控的液滴喷射，随后液滴冷却并快速固化。

这样就产生了大小一致的光滑球形粉末颗粒。这些粉末甚至可以根据不同的行业需求和研究需要而定制。

艾姆斯实验室已经用气体雾化法生产出了铁、铝镍、铜、锡、镁等种类的粉末。钛粉末仍是他们最关键的成就之一，要知道钛是3D打印中最抢手的金属之一。

“钛工业对粉末冶金和最终形状固化方法极其感兴趣，”White说，“粉末冶金能制造出与最终形状相差无几的零件，并且能最大化减少废钛，这有效地控制了成本。”

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并不完美的传统钛金属粉末

展望未来，艾姆斯实验室希望进一步扩大其粉末生产能力，并将自己定位为增材制造公司的定制金属粉末供应商。他们的最终目标是能在一次生产运行中生产200磅粉末，这将为其研究和行业合作伙伴提供足够的金属粉末。同时，他们仍将继续微调气体雾化工艺。

“我的使命是用令人难以相信的合金制造出不可能的形状，”艾姆斯实验室的冶金学家Iver Anderson说，“我会尽全力实现它。”（编译自3Ders.org）来源：天工社

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