在316L不銹鋼粉中添加氮化硅，可提高金屬3D打印質(zhì)量

2019年7月5日，南極熊從外媒獲悉，奧地利格拉茨科技大學(xué)（TU Graz）的研究人員對(duì)316L不銹鋼粉末進(jìn)行了改性，使其在用于增材制造時(shí)可以獲得更好的打印質(zhì)量和表面光潔度。

據(jù)悉，該研究的開創(chuàng)性方面是在316L不銹鋼中添加氮化硅以控制硼化物的反應(yīng)，硼化物在燒結(jié)過(guò)程中用作活化劑。 使用這種方法，研究人員能夠最大限度地減少對(duì)支撐結(jié)構(gòu)的需求，并生產(chǎn)具有更好表面和機(jī)械性能的零件。

根據(jù)該研究論文的共同作者M(jìn)ateusz Skalon的說(shuō)法，這種名為NewGen SLM粉末的改性粉末可以“讓3D打印金屬的成本節(jié)省高達(dá)114歐元/公斤”。

TU Graz研究人員使用的NewGen粉末具有更好的表面

NewGen SLM金屬3D打印粉末

金屬的3D打印允許創(chuàng)建高度復(fù)雜和輕量的最終用途部件，可用于航空航天工業(yè)或生物醫(yī)學(xué)。然而，盡管需要金屬3D打印，但仍存在需要克服的挑戰(zhàn)，例如最小化支撐結(jié)構(gòu)和改善成品部件的表面質(zhì)量。

NewGen SLM使用硼化物制成，其與316L不銹鋼粉末混合。雖然硼化物增加了燒結(jié)物的密度，但是它們?cè)阼F基材料中不能很好地溶解，并且在熔化和凝固之后它們?cè)陬w粒周圍形成層。為了控制硼化物的行為以獲得所需的結(jié)果，將氮化硅添加到金屬粉末中。

研究人員測(cè)試了20種不同的實(shí)驗(yàn)室制316L不銹鋼粉末混合物的物理和機(jī)械性能以及孔隙率。結(jié)論是，通過(guò)控制氮化硅和硼的量可以減少燒結(jié)物的變形。

作者寫道：“通過(guò)將不同比例的硼和Si3 N4添加到AISI 316L不銹鋼中，可以通過(guò)直接控制固化的第二相（來(lái)自共晶的量）來(lái)控制燒結(jié)礦的變形和橫向斷裂強(qiáng)度）。“

此外，TU Graz科學(xué)家對(duì)粉末進(jìn)行了改性，除了可以產(chǎn)生更好的表面光潔度和機(jī)械性能外，NewGen SLM還需要更少的支撐結(jié)構(gòu)。

商業(yè)化NewGen SLM

在TU Graz的支持下，研究人員打算將NewGen SLM粉末商業(yè)化。

Skalon說(shuō)：“我們將在未來(lái)16個(gè)月內(nèi)在最常見的激光熔化系統(tǒng)上測(cè)試粉末，基于這一點(diǎn)，我們希望在Fellowship之后直接在奧地利建立一家生產(chǎn)公司，購(gòu)買的316L不銹鋼粉末將被改性和銷售�！�

“目標(biāo)群體將包括高度復(fù)雜金屬零件的制造商，制造汽車，飛機(jī)和機(jī)械工程部門的公司以及采用增材制造的研究機(jī)構(gòu)�！�

論文：《Article Improving the Dimensional Stability and Mechanical Properties of AISI 316L + B Sinters by Si3N4 Addition》

它發(fā)表在“Materials”雜志上，由Mateusz Skalon，Ricardo Henrique Buzolin，Jan Kazior，Christoph Sommitsch和Marek Hebda共同撰寫。

編譯自：3dprintingindustry