Page 48 - 理化检验-物理分册2021年第二期

DOI : 10.11973 / lh jy -wl202102007

3D 打印用金属粉末球形度分析方法

张丽民,刘淑凤,马会娜,左玉婷

[ 有研科技集团有限公司 国标( 北京) 检验认证有限公司,北京 100088 ]
摘 要: 采用扫描电镜背散射电子模式对 3D 打印用的金属粉末进行形貌观察, 并结合图像分析
软件分析其球形度。结果表明: 采用图像分析软件对 3D 打印用金属粉末图片进行识别时, 扫描电
镜背散射电子模式图片优于二次电子模式图片; 对于粒形较差的 3D 打印金属粉末, 可在图像分析
软件对图片颗粒自动识别后, 再进行手动分离, 以提高金属粉末球形度分析的准确性。

关键词: 球形度; 3D 打印;金属粉末;自动识别;手动分离

中图分类号: TB44 文献标志码: A 文章编号: 1001-4012 ( 2021 ) 02-0030-04

Anal y sisMethodofS p hericit y ofMetalPowderfor3DPrintin g

,
ZHANGLimin , LIUShufen g MAHuina , ZUOYutin g

[ Guobiao ( Bei j in g ) Testin g & CertificationCo. , Ltd. , GeneralResearchInstituteforNonferrousMetals ,

Bei j in g100088 , China ]

Abstract : The mor p holo gy of metalp owderusedfor3D p rintin g was observed b y scannin g electron

microsco pybackscatteredelectronmode , anditss p hericit ywasanal y zedb y ima g eanal y sissoftware.Theresults

showthatwhentheima g eanal y sissoftwarewasusedtoidentif ythe metalp owderima g esfor3D p rintin g , the

scannin gelectron microsco pybackscatteredelectron modeima g e wasbetterthanthesecondar yelectron mode

ima g e.For3Dp rintin gmetal p owderwithp oor p articlesha p e , itcanbemanuall y se p aratedaftertheima g eanal y sis

softwareautomaticidentificationtheima g ep articles , soastoim p rovetheanal y sisaccurac yof metalp owder
s p hericit y .

Ke y words : s p hericit y ; 3Dp rintin g ; metal p owder ; automaticidentification ; manualse p aration
3D 打印是基于离散 - 堆积原理, 以粉末、 丝、 片
等材料为原材料, 在高能量束源作用下, 通过三维软 1 球形度定义和试验方法
件计算机辅助设计( CAD ) 数学模型直接逐层堆积、 1.1 球形度定义
层层叠加而直接制备构件的一种新型制造技术。以 扫描电镜拍摄的图片为二维形貌图 [ 3 ] , 球形度
粉末作为原材料的 3D 打印技术应用最为广泛, 3D 二维定义为颗粒的面积等效直径与颗粒周长等效直
打印金属粉末的化学成分、 粒度、 密度、 流动性、 球形 径之比, 当球形度为 1 时, 为严格意义的球形颗粒,
度、 空心率等物理、 化学性能会直接影响 3D 打印构 球形度的计算式
件的成型性, 其中球形度直接影响粉末的流动性, 球
/
Q = d S d C ( 1 )
形度越高, 粉末的流动性越好, 越容易混合均匀, 从 为颗粒的周长
式中: d S 为颗粒的面积等效直径; d C
而降低 3D 打印构件的组织偏析和孔隙率 [ 1-2 ] 。笔
等效直径。
者利用扫描电镜和图像分析软件对 3D 打印金属粉 1.2 试样制备
末的球形度进行了测试分析。 该次测试的金属粉末参数如表 1 所 示。测 试
时, 将扫描电镜测试用导电胶黏贴到样品台上, 用牙
收稿日期: 2020-04-07
签挑取试样粉末, 轻震手臂, 粉末轻轻洒落在导电胶
作者简介: 张丽民( 1979- ), 女, 高级工程师, 主要从事金属材料
上, 然后用洗耳球吹掉黏结不牢固的粉末, 重复上述
显微组织的分析及金属构件的失效分析工作, zhan g liminzlm@163.
com 操作, 直到导电胶表面平铺一层粉末。
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