威拉里：金屬3D打印粉末水分含量影響因素

2020年9月，南極熊參觀拜訪了國內(nèi)金屬3D打印粉末材料廠商江蘇威拉里。發(fā)現(xiàn)這家徐礦集團旗下的公司，在金屬粉末質(zhì)量檢測、控制方面要求嚴格，并且產(chǎn)品受到客戶青睞，今年銷售量得到大幅增長。

△內(nèi)部工廠參觀

△大量3D打印金屬粉末等待出貨

下文是江蘇威拉里工程師 魏放 ，做的一番深度總結(jié)：金屬3D打印粉末水分含量影響因素。

作者：魏放（江蘇威拉里）

流動性是3D打印用金屬粉末重要指標之一，影響粉末流動性的因素主要有粉末形貌、粒徑分布、水分含量，而水分含量主要受外部環(huán)境影響，因此了解粉末在不同環(huán)境狀態(tài)下的水分含量變化，對粉末的運輸、存儲具有重要指導意義。

1、粉末粒徑分布對水分含量影響
在相同環(huán)境下，測試不同粒度（14-34μm、15-45μm、15-53μm、20-60μm）的粉末水份含量，如圖1所示。由圖可知，隨著粉末粒度的增加，粉末中水份含量不斷增加。這是因為粒度越小，比表面積越大。此外，粒度越小，粉體間越容易相互吸附，聚集成團，粘結(jié)性越大，粉末容易形成緊密堆積，吸附的水量越大。

圖1不同粒度粒徑水份含量

2、接觸空氣時間對水分含量的影響
為了研究粉末拆開包裝后，接觸空氣時間對水分含量的影響。將拆開后的粉末放置于大氣環(huán)境中，測量不同時間下粉末的水含量，分別為1h、4h、8h、12h、24h、48h。從圖2中可以看出，隨著粉末接觸空氣時間的延長，粉末水份含量不斷降低，當時間超過4h后，粉末已經(jīng)充分接觸水分，因此水份含量無明顯變化。通過流動性測試發(fā)現(xiàn)，粉末接觸空氣1h后，流動性較好；接觸空氣時間8h后，需輕敲一下；粉末接觸空氣12h后，粉末出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。綜上所述，粉末開封后接觸空氣時間不能超過12h。

圖2 粉末接觸空氣時間對水分含量

3、空氣濕度對水分含量的影響
把粉末放置于不同濕度環(huán)境下，測量粉末水份含量，濕度分別為30%、40%、50%、60%、70%。圖3為不同濕度環(huán)境下粉末水份含量。由圖可知，隨著環(huán)境濕度的增加，粉末含水量不斷增加，當環(huán)境濕度超過50%時，粉末中水份含量無明顯變化。通過流動性檢測可知，當環(huán)境濕度低于50%時，粉末流動性較好；當環(huán)境濕度超過50%時，粉末出現(xiàn)斷流現(xiàn)象。由此可知，粉末儲存環(huán)境濕度不能超過50%。

圖3 不同空氣濕度對水分含量

綜上所述，為了保證金屬粉末有著較好的流動性，開封后接觸空氣時間不能超過12 h，儲存環(huán)境濕度不能超過50%。
△南極熊注意到，威拉里的金屬粉末工廠里，臨時存放的材料，都會使用密封袋充分密封好