粉末污染：金属印刷的隐患

任何优质的 3D 打印模型——无论是原型、展示模型还是工业零件——都始于优质材料。这对于金属 3D 打印尤其重要，因为用于航空航天、国防和汽车等行业的零件必须按照最高标准制造。然而，用于金属打印的材料仍然相当昂贵，因此必须智能部署以确保操作具有成本效益。

其中一个关键部分是保持用于 3D 打印的所有粉末材料的纯度。任何由于材料污染而失败的印刷运行都意味着时间和金钱的浪费。然而，保持用于金属印刷品的粉末的纯度可能非常困难。事实上，许多机构直到真正导致印刷失败时才意识到他们的金属粉末存在问题。

那么答案是什么？

回收 3D 打印材料的持续挑战

一种可能降低材料成本的方法是尽可能回收剩余的粉末。然而，虽然这个概念看起来很明显，但在实践中，说起来容易做起来难。烧结金属粉末时，颗粒会在零件周围的区域自然形成小的“团块”。虽然这些可能无法用肉眼检测到，但它们会微妙地改变粉末粒度的一致性，进而影响使用该批次粉末打印的任何其他部件的质量。

解决这个问题的一种方法是通过技术。例如，现在可用的打印机在打印后将所有剩余的粉末通过筛子式机构，以过滤掉任何团块并尽可能保持其材料的一致性。然而，这仍然意味着并非所有的粉床都可以重复使用。此外，即使仔细筛选和更新粉床，粉末质量仍会随时间发生细微变化，这意味着必须仔细监控以避免打印失败。

虽然这样的措施意味着金属粉末肯定可以重复使用，但问题仍然存在，即它们是否能够保持足够高的质量标准，以满足航空航天和汽车等行业的严格监管要求。除非打印机公司和材料供应商能够提供粉末回收过程完全可靠的铸铁保证，否则它对这些行业的用途将是有限的。在这种情况下，唯一可行的选择是接受每次印刷都使用原始粉床的持续费用。

隐藏的杂质会破坏金属印刷品

在金属粉末专家 LPW 最近的一项案例研究中，发现使用 3D 打印制造的铝制部件（燃气轮机）存在裂纹，即使在多次尝试使用不同设置重新打印该部件之后也是如此。当 LPW 对所使用的金属粉末进行深入调查时，发现其中含有 Inconel 625 颗粒。这些颗粒需要显微镜才能观察到，但是当它们在印刷过程中聚集在一起时，它们与印刷工艺不兼容材料是导致裂缝形成的原因。

后来证明，污染是由一名员工对粉末的处理不当造成的。 3D 打印机之前曾用于使用 Inconel 625 的不同打印运行，并且该员工在添加铝粉床之前没有遵循正确的清洁程序。

这里的信息是，用于工业 3D 打印的所有金属粉末必须始终小心存放，以避免任何无意混合，并且必须严格遵守每台打印机的清洁程序，尤其是在更换材料时。正如 LPW 的案例研究所示，一旦粉末受到污染，很可能需要专业设备来确定原因并提供解决方案，因此最好完全避免风险。

建立有效的系统来保持材料的纯度

粉末污染对任何提供金属印刷品的公司来说都是一个持续的挑战，因此作为更广泛的项目工作流程的一部分，必须仔细考虑这一点。虽然在维护金属粉末方面，技术当然可以为您提供支持，但不能将其视为对员工进行适当培训和了解粉末污染危险的替代品。

与增材制造的许多领域一样，预防问题比解决问题要好得多（而且成本更低！），所以要注意粉末的储存和处理方式，不要有任何侥幸心理，尤其是对于功能性、工业金属印刷品。虽然它肯定会代表您工作流程中的一个额外阶段，但额外的安心将是值得的。