国产「高流动性」铝合金3D打印粉末获得突破

就3D打印金属粉末而言，粉末球形度直接影响粉末的流动性、松装密度等特性，对打印成型过程和制件性能都会产生重要影响。粉末球形度不好，或卫星球比例过高会影响送粉和铺粉的质量，进而影响打印件的外观质量、增加内部缺陷。因此，球形度是衡量增材制造金属粉末品质的一项重要指标。

随着粉末制备技术的进步以及打印设备对粉末接受程度越来越宽泛，目前各材料厂家通过多种技术生产的大部分3D打印材料都能够保持一定的球形度水平并且满足打印要求，但唯独铝合金粉的球形度问题一直受到关注。其主要原因在于铝合金密度轻，本身就不易获得高的流动性，而且铝合金粉末制备过程的形貌控制较其他合金材料难度要大，以至于在很长一段时间内3D打印用铝合金粉末几乎不采用霍尔流速计测量粉末流动性。

近年来，材料厂家不断改进粉末生产工艺，使铝合金粉末的球形度有了较大改善，霍尔流速计流动性已经能够控制在100s以内。北京康普锡威科技有限公司自2016年开始从事3D打印铝合金粉末的开发和生产，2020年该公司推出了优化工艺的AlSi10Mg合金，粉末球形度高、流动性好，进一步突破了以往铝合金粉末流动性差的技术难题，使霍尔流速计流动性控制在了50s以内。

康普锡威AlSi10Mg（15-53μm）粉末性能

康普锡威AlSi10Mg（15-53μm）粉末粒度分布

经研究发现，该高球形度铝合金粉末在与激光作用过程中可形成更为均匀的熔道，成型件内部孔洞缺陷少，具有优良的致密度和力学性能，而且表面质量也得到了改善。其主要原因在于高球形度粉末的一致性更优、流动性更佳，更易获得均匀平整的粉末层，且在铺粉或落粉过程中也不易堵塞供粉系统；此外，所制备的高球形度铝合金粉末几乎无空心粉，更有助于提高打印性能。

康普锡威AlSi10Mg的粉末形貌及粉末横截面微观组织

康普锡威AlSi10Mg沉积态件显微结构

康普锡威高球形度AlSi10Mg的粉末特性

康普锡威高球形度AlSi10Mg打印的零件

当前大尺寸成型装备不断涌现，单次装粉量较大而且多以上送粉形式供粉，因此对粉末的一致性和流动性提出了更高要求，康普锡威公司所开发的高球形度铝合金粉末在此类打印过程优势更为明显。除了常规的AlSi10Mg，该公司还面向当前对高强铝合金的应用需求新研制了具有自主知识产权的CPAL-G铝合金粉末，制备的3D打印样件抗拉强度高达600MPa、屈服强度590MPa。

关于康普锡威

北京康普锡威科技有限公司成立于2005年，是有研科技集团有限公司（原北京有色金属研究总院）子公司、高新技术企业。公司研发团队自上世纪80年代开始进行快速凝固气雾化技术的研究开发和生产应用工作，是国内最早进行球形金属粉末制备技术研究和应用的团队之一。公司依托自主开发的成套高品质粉末雾化制备技术，开展增材制造、微电子互连等球形金属粉末产品的开发与服务。2018年，有研集团成立有研科技集团增材制造创新中心，主要任务是围绕增材制造用高端材料开发与制备技术、材料计算与模拟、材料及制品测试与评价等方面开展技术攻关，服务国防军工、航空航天等重点领域。北京康普锡威科技有限公司是有研集团增材制造创新中心挂靠单位。