快速成型制造（AM），又称三维打印，依靠金属和非金属粉末逐层制造部件。选择一家信誉良好的增材制造粉末供应商对于获得最佳的材料特性、性能和最终部件质量至关重要。
本综合指南提供了选择合适的增材制造粉末和供应商所需的一切信息，包括
概述 快速成型制造粉末
快速成型制造粉末是指用于粉末床熔融、定向能沉积、粘结剂喷射和其他粉末基快速成型工艺的原材料。
AM 粉末的主要类型：
- 金属 - 钛、铝、钢、镍、钴铬合金
- 聚合物 - 尼龙、PEEK、TPU、ABS、聚酰胺
- 陶瓷 - 氧化铝、氧化锆、碳化硅
- 复合材料 - 颗粒增强，短纤维
粉末特性：
- 化学 - 纯度、成分、合金化
- 颗粒大小和分布
- 颗粒形状 - 球形、不规则
- 密度和孔隙率
- 流动性
- 水分含量
主要粉末供应商：
- 原始设备制造商，如 EOS、3D Systems 和 GE Additive
- 金属粉末专家，如 AP&C、Sandvik 和 Praxair
- 卡彭特、赫格纳斯、力拓等大型金属生产商
选择适合您的 AM 工艺和应用的最佳粉末类型和参数，对于获得高质量零件至关重要。
类型 快速成型制造粉末
AM粉末分为金属、聚合物、陶瓷和复合材料四大类：
金属粉末
最广泛使用的金属包括
- 钛和钛合金
- 铝合金
- 不锈钢
- 工具钢
- 钴铬合金
- 镍超合金
- 金、银等贵金属
益处:高强度、耐久性、耐热性
应用:航空航天、医疗、汽车、工业
聚合物粉末
常用聚合物
- 尼龙（PA12、PA11）
- ABS
- PEEK
- 热塑性聚氨酯
- 聚酰胺
益处:韧性、耐化学性、柔韧性
应用:消费品、工业零部件
陶瓷粉末
例子包括
- 氧化铝
- 氧化锆
- 碳化硅
- 氮化硅
- 磷酸三钙
益处:高硬度、耐热/耐腐蚀
应用:切削工具、牙科、航空航天
复合粉末
- 微粒增强金属和聚合物
- 短纤维增强塑料
益处:机械性能增强
应用:汽车、体育用品、基础设施
正确的粉末类型会影响部件的性能，如强度、功能、美观等。
快速成型制造粉末特性
调幅粉末必须满足以下严格的规格要求：
| 物业 | 详细信息 | 重要意义 |
|---|---|---|
| 化学 | 合金成分、纯度等级 | 影响微观结构、缺陷和机械性能 |
| 颗粒大小 | 平均尺寸和分布 | 影响分辨率、表面光洁度和密度 |
| 粒子形状 | 球形、不规则、卫星颗粒 | 影响包装密度、流动性和铺展性 |
| 密度 | 体积密度和水龙头密度 | 密度越高，零件密度越大 |
| 流量特性 | 流速、倾角 | 确保在印刷过程中顺利铺粉 |
| 水分含量 | 含水量低 | 防止粉末结块和降解 |
| 表面氧化物 | 薄而均匀的氧化层 | 低氧化性使粉末具有卓越的流动性和性能 |
严格控制这些粉末特性对于实现高质量的 AM 组件至关重要。
快速成型制造粉末的应用
AM 粉末可用于以下主要行业和应用领域：
| 行业 | 应用 |
|---|---|
| 航空航天 | 涡轮叶片、机身和发动机结构、支架、散热器 |
| 医疗 | 整形外科和牙科植入物、手术工具、患者匹配设备 |
| 汽车 | 轻质部件、定制部件、工具 |
| 工业 | 重型设备部件、机器人、工具、夹具和固定装置 |
| 消费者 | 珠宝、收藏品、游戏模型 |
| 石油和天然气 | 井下工具、阀门、井口部件、泵部件 |
其他应用包括建筑模型、快速工具、核设备和化学设备。
AM 可以更快、更灵活地生产各行各业的复杂、优化部件。
AM 粉末规格
AM 粉末的特性和质量可根据要求定制：
| 参数 | 选项 |
|---|---|
| 材料 | 金属、聚合物、陶瓷、复合材料 |
| 化学 | 不同的合金、聚合物和增强材料 |
| 颗粒大小 | 纳米、微米、10-45 微米、15-150 微米等。 |
| 尺寸分布 | 可进行紧密分配 |
| 粒子形状 | 主要是球形 |
| 密度 | 理论密度高达 ~98% |
| 流量 | 实现最佳流速 |
| 表面氧化物 | 氧化程度低 |
| 污染 | 杂质含量最小化 |
| 水分含量 | 含水量低 |
与供应商合作，根据您的 AM 工艺、材料需求和最终用途要求定制粉末规格。
AM 粉末的设计考虑因素
某些设计方法可提高 AM 粉末的性能：
- 合金改性 - 调整成分，优化机械性能，避免热裂纹等。
- 混合 - 混合不同粉末，实现定制材料特性
- 涂料 - 使用专用涂层保护合金粉末不被氧化
- 筛分 - 将粉末分级为粒径较小的部分
- 脱气 - 清除导致气孔的气体污染物
- 流动添加剂 - 添加纳米级流动剂改善粉末流动性
- 年轻化 - 通过去除水分和杂质回收用过的粉末
与您的 AM 粉末供应商紧密合作，利用这些设计选项实现卓越的零件性能。
标准 快速成型制造粉末
关键标准有助于确保 AM 粉末的质量和一致性：
- ASTM F3049 - AM 金属表征标准指南
- ASTM F3055 - 添加金属的标准规格
- ASTM F3213 - 用于粉末床熔化的金属粉末标准
- ISO/ASTM 52915 - Ti-6Al-4V 合金的标准规格
- ASTM F3184 - 不锈钢粉末标准
- ASTM F3301 - 镍合金粉末标准
- ISO/ASTM 52904 - AM 金属的工艺特征和性能质量控制
粉末供应商和用户应遵守这些标准，以确定质量基准。
AM 粉供应商
全球领先的 AM 粉末制造商包括
| 供应商 | 材料 | 说明 | 定价 |
|---|---|---|---|
| AP&C | 钛、铝、钴铬合金、钢 | 球形粉末专业生产商 | $xx-$xxx/kg |
| 山特维克 | 钛、镍、铝、钢 | 为 AM 提供多种合金 | $xx-$xxx/kg |
| 普莱克斯 | 钛、镍、钴铬、铝 | 高质量雾化粉和合金粉 | $xx-$xxx/kg |
| 木匠 | 钛、钴铬合金、不锈钢、铝 | 合金和颗粒尺寸范围广 | $xx-$xxx/kg |
| 通用电气添加剂 | 钛、铝、钴铬、铜 | 提供集成 AM 解决方案的原始设备制造商 | $xx-$xxx/kg |
| 赫加纳斯 | 钢，SS | 全球主要金属粉末供应商 | $xx-$xxx/kg |
全球有众多声誉卓著的供应商提供优质的金属、聚合物、陶瓷和复合材料 AM 粉末。
如何选择快速成型制造粉末供应商
以下是选择 AM 粉末供应商时需要考虑的关键因素：
- 技术专长 在 AM 粉末制造中
- 材料范围 提供--金属、聚合物、陶瓷等。
- 质量管理 - 粉末表征、取样、测试、分析、记录、认证
- 球形粉末能力 - 密度和流动性
- 定制能力 - 量身定制的粒度分布、成分、涂层等。
- 了解 AM 工艺 - 针对特定 AM 技术进行优化的粉末
- 研发专长 - 正在进行的粉末开发
- 客户支持 - 应用建议、故障排除和培训
- 准备时间 - 库存充足，交货迅速
- 定价 - 具有竞争力，可满足您对数量和质量的需求
与致力于提供稳定质量和技术支持的粉末制造商合作。
如何储存快速成型制造粉末
适当的 AM 粉末储存可保持材料质量并防止降解：
- 将粉末存放在原始密封容器中，避免潮湿和污染
- 保持凉爽干燥的设施条件
- 限制可能导致吸湿的温度变化
- 使用先进先出（FIFO）库存系统
- 使用时只能打开容器
- 及时丢弃用过的粉末
- 对储存的粉末进行定期质量检查
- 检查化学成分、粒度分布、流速、表面氧化物
- 遵守所有安全预防措施 - 个人防护设备、惰性气体处理、火源控制
适当的储存对粉末的稳定性和长期最大限度地提高零件质量至关重要。
回收增材制造粉末
用过的 AM 粉可以回收利用：
| 方法 | 概述 |
|---|---|
| 热能 | 热处理可烧掉涂层和杂质 |
| 机械 | 物理过程清除污染和刷新颗粒 |
| 化学 | 化学工艺剥离表面氧化物和涂层 |
| 等离子体 | 等离子能量解离粉末中不需要的元素 |
回收的好处
- 大幅降低粉末成本
- 更可持续的制造
- 在某些合金中实现高重复利用率
与您的 AM 粉末供应商合作，实施具有成本效益的粉末回收实践。
成本分析 快速成型制造粉末
不同材料的 AM 粉末成本差异很大：
| 材料 | 每公斤费用 |
|---|---|
| 铝合金 | $50 – $120 |
| 钛合金 | $170 – $450 |
| 不锈钢 | $50 – $120 |
| 工具钢 | $50 – $200 |
| 镍超合金 | $150 – $500 |
| 钴铬合金 | $150 – $300 |
| 聚合物 | $80 – $200 |
粉末成本取决于
- 基本材料成本
- 合金成分
- 生产方法 - 气体雾化与水雾化
- 质量 - 杂质、粒度分布
- 采购量--采购量越大，价格越低
平衡粉末质量和经济性是实现价值最大化的关键。
金属与聚合物 AM 粉末的优缺点
金属粉末专家
- 高强度和耐热性
- 卓越的耐久性和抗裂纹生长性
- 多种高级合金选择
- 可复制最终部件的材料特性
金属粉末缺点
- 材料成本增加
- 目前尺寸和供应商有限
- 处理时所需的安全预防措施
- 加工需要更多的基础设施
聚合物粉末的优点
- 降低材料成本
- 更多供应商和材料选择
- 处理一般更安全
- 不需要复杂的基础设施
聚合物粉末的缺点
- 强度、耐热性和耐用性较低
- 目前高性能聚合物有限
- 通常用于原型与最终部件的对比
- 不可预测和各向异性的材料特性
正确的选择取决于应用要求、运行条件和经济性。
AM 粉末的未来展望
预计到 2028 年，AM 粉末市场的规模将超过 10 亿吨，增长的主要动力来自于以下领域：
- 航空航天和医疗行业
- 将 AM 应用于生产
- 用于 AM 的新型合金和材料
- 汽车制造商采用 AM 技术
- 随着需求扩大而发展供应链
未来的主要机遇和发展包括
- 新的 AM 粉末生产商进入市场
- 价格具有竞争力，产量增加
- 纯度更高，流动性更好
- 定制合金成分和颗粒优化
- 改进回收工艺和经济效益
- 自动化粉末处理和库存管理
AM 粉末将在 AM 行业的持续扩张和关键制造行业的应用中发挥不可或缺的作用。
常见问题
问：有哪些材料可用于增材制造？
答：最常见的材料有金属、聚合物、陶瓷和复合材料。金属包括钛、铝、不锈钢、工具钢、镍合金和贵金属。聚合物包括尼龙、PEEK、ABS 和聚酰胺。
问：使用最广泛的 AM 金属粉末是什么？
答：钛合金，尤其是 Ti-6Al-4V 是航空航天和医疗等关键行业最常用的金属粉末。
问： AM 粉末的最佳粒度是多少？
答：大多数 AM 工艺的标准粉末尺寸在 10-45 微米之间。不过，最佳尺寸取决于具体的机器和工艺参数。
问：金属 AM 粉的成本是多少？
答：粉末成本从 $50-$500/kg 不等，取决于合金、质量和购买量。钛的成本较高，而铝和钢的成本较低。
问：使用回收粉末是否会降低材料性能？
答：反复回收后，性能可能会下降。利用率取决于合金和回收工艺。请与供应商合作，在保持一致性的同时最大限度地提高再利用率。
问：AM 的关键粉末特征是什么？
答：主要特征包括化学性质、粒度分布、形状、密度、流动性、低含水量和表面氧化物。
问：AM 粉是如何生产的？
答：金属粉末主要采用气体或水雾化法生产。聚合物采用各种粉碎方法。陶瓷采用等离子体球化等先进工艺。
问：如何确定调幅粉末的质量？
答：按照行业标准对化学性质、清洁度、粒度分布、流速、密度和含水量等参数进行测试和鉴定。
问：处理金属 AM 粉末时需要采取哪些预防措施？
答： 使用适当的个人防护设备，尽量减少粉尘，避免火源，实施适当的储存和内务 管理措施，遵守所有建议的安全程序。
问：AM 粉末与 MIM 等其他工艺的粉末有何不同？
答：AM 粉末对粒度分布、球形形态、流动特性和清洁度的要求更加严格，以最大限度地提高零件质量。