国产第一台旋转导板微孔机 衢州常山县

编辑：穿孔机厂家，来源：360问答，浏览量：344，时间：2022-02-28 07:45

国产第一台旋转导板微孔机，，

蓝色字体，轻松！

2018年10月26日，由衢州常山县常山县市人民政府指导、衢州常山县常山县市经济和信息化委员会支持、衢州常山县常山县市增材制造协会主办的第三届SAMA国际论坛暨2018世界3D打印年会在衢州常山县常山县盛大开幕。吸引了来自中国、美国、英国、法国、德国、荷兰、比利时、新西兰、加拿大、日本、韩国、瑞典、埃及、土耳其、乌克兰、瑞士、以色列等来自全球30余国近100位全球顶级专家以及近1000名参会代表出席。

会议现场，座无虚席

     10月27日，同期举办了3D打印材料与装备论坛，来自国内外有关专家做了精彩分享。

衢州常山县常山县塑料行业协会副秘书长侯培民主持

 清华大学教授颜永年 

      跟大家分享一下科研和研发的工作。超大型3D打印设备为两个设备服务，一个是燃气轮机，一个是航空发动机，我们国家叫“两机”，2017中国出了1.4亿两机的指示，我们跟随国家大项目立项，我们希望能够和大家合作，能够分享我们所做的事情。

    两机专项对指导我们国家的航空发动机和燃气轮机意义非常重大，因为在国内我们2015年达到了300亿年产值，到2035年的时候应该大飞机的达到9964亿，如果发动机占飞机的22%计算就是2126亿，所以航空发动机和燃气轮机大功率燃气轮机是一个巨大的市场。

    这是航空发动机，这些照片说明了它的重要性，燃气轮机空气从这边进去尾气从那边出去。我们用金属3D打印用SLM技术，我认为第一个是做机匣、燃油喷嘴、还有燃烧头等等很多的零件都和燃烧有关的。第三个是燃烧室，主要是燃气轮机上的，然后叶片，要冷却的叶片，小的阀体，还有一体化制造。这个是机匣，那边是燃烧室的机匣，这边是风扇的机匣，机匣就是用3D打印SLM制造的一个典型的产品。机匣是很复杂的结构，不是拿钢板一卷或者碳合金板一焊就可以可以，因为里面有很多管，现在我们用锻造的方法锻造一个换然后加工。

    这是我们国内一个公司做的，直径到了600MM就是夹层架构，夹层结构是很麻烦的东西，这就是传统工艺锻坯+切削加工，质量不可靠。这是燃油喷嘴，美国GE公司的LEAP喷及发动机的燃油喷嘴，当时增资1.2亿美元，安装了50台金属3D打印SLM设备，由于我们用3D打印的燃油喷嘴，冷却的很好，温度均匀很少积碳，另外还有很多别的改进，燃油效率提高了1%，相当于14亿美元的投入，我们把20多个零件简化成一个零件，不需要焊接处理，生产规模扩大，生产精度提高。

    这个是尾管预混，右边的是传统的旋转混流速度比较慢，右边的是速度比较快，是3D打印做的尾管混流喷嘴，因为预混非常快，所以可以使用高性能，高活性的燃料。这个就是燃烧室，燃烧室不是喷气发动机的是燃气轮机上的。这个是西门子做的，燃气轮机燃烧室，燃油喷嘴用材料预混的技术，效率提高66%，3D打印一次成型完成，延长了燃气轮机的寿命。

    这个叶片里面有复杂的冷却流道表面温度就均匀，那边是西门子完成的第一台燃气轮机的叶片。这是阀体，左边的阀体是3D打印一体化制造，很多的管道全用3D打印做出来了，所以法兰很少，又安全效率又高。

    为什么用3D打印SLM能够在航空的发动机、燃气轮机很多零部件上有那么大的作用呢？我认为第一个我们要看看3D打印SLM的优点，我们将有无限的成形能力，没有限制。3D打印是平面加工，CNC是三维加工，复杂的结构要三维、四维联动，存在严重的干涉。第二个我们用3D打印内轮廓和外轮廓没有区别，而普通的CNC内轮廓就要命了，从这个角度讲，我们认为成形能力无限。

    我们可以看到有很多结构，一个叫集成机构，这个好多零部件组成在一起，不用焊接不用热处理，原来几个零件还要焊接起来，或者螺丝拧起来。第二个叫随形结构，就是刚才模具里面的冷却，要随着形状冷却，流道是弯弯曲曲的，3D打印是每年问题的。第三个鸟骨结构，我们3D打印可以做，CNC就很难做。还有晶格结构、丝网结构、开放细胞晶格结构，大家还会创造出很多结构，CNC无能为力，3D打印随手拿来。

    集成结构在无人机和直升机上面，这个报告是很多年前了，我们用3D打印就可以把很多复杂的结构变成一个结构。对于鸟骨结构不是均匀的杆，不是航架的直杆。看一下左边的发动机，外壳应该是用的鸟骨结构，中间用大的结构。这个是晶格结构、蜂窝结构。

    3D打印有没有缺点呢？第一个是成形效率与成形精度的矛盾，我想成形效率高，激光光斑要大，精度就下降了。精度要提高点子就要细，效率就要降低，怎么能统一起来呢？以前我们用分子堆积当然是精度最高了，但是太慢了。第二个我即便是减小体积能够快，体积减小也有很多矛盾，铺粉小到一定程度很难铺了，但是我相信可以解决。第三个就是我们要做大，需要大的成形箱，做小需要小的成形箱，如果大的机器做小的零件就非常不合算，这都是缺点。

    我们公司从2013年开始从小到大逐渐往上做，我们有6个方面，第一个是可变成形缸的设备；第二个多激光束协同工作；第三个全数字三维动态聚焦，现在我们在动态的聚焦有的是模拟量控制，有的是数字量控制，国产的精度还是不行，怎么样做好目前的聚焦系统我最大能做多大，这些问题都是值得研究的。第四个动态分区，如果多个激光器同时工作，区怎么划分，现在是固定区域，固定区域很不合算，因为一个图形某个地方复杂某个地方简单，还有实时调整光斑。大家说粉可以回收，但是回收的粉质量差很多，有很多问题，杂质、氧化物，所以我们提出了环形和圆形结合的可变粉体体积的成形箱，城乡向可扩大或缩小，这套东西密封控制我们申请了国家专利。

    多激光束要协同工作，我们有4个激光，4个激光怎么做大型的圆，怎么布置是几何优化的问题，我们觉得这是一个比较优的办法。全数字动态聚焦把球形平面变成平面，这个问题已经解决的很好，但是要做大还是存在问题，这个是CTI的典型的图，激光从这边过来，聚焦平面上光斑是一致的。

    动态分区比较重要，我们把1米4的圆分成四块，每块是一个扇形，我们可以使这个扇形激光工作在A、C吃B最小，也可以扩大超过十分之一到D、E、F，为什么要这样，这就适合不同的扇形有不同的复杂程度，如果这个扇形复杂圈多，我们就缩小，这个区间简单我们就扩大，这样动态，我在清华大学没有退休的时候做两个激光器的动态分区做得很好，事实调整光斑。

    我们公司最重要的目标是致力于大型，当然这个目标比较不容易实现，我们做了120、150、300、328，在这些基础上，我们完成了世界最大的1400 SLM设备的设计和前期订货，我们不是试验机型，我们是工业生产机型。

    这是我们做的管状零件，大大小小做了很多，那般是做其它的零件，这边是牙，那边是装饰品。这个是内流道，这个流道很复杂。

    我们设计了1400，当然还没有做出来，我们在加工，大部分的货都顶了，设计也完成了通过多轮的审查，分三个子型，A成形箱有效高度是1米，B成形高度是800mm，C成形高度是500mm。我们还做了600，小一点，600的圆，可以用600活塞可以用300活塞也行，也可以一起用，高度是一米。这是我们的主要参数，这是C的参数，我们不能把最后的机器给大家看，有一点机密，这个是前面的及其，可以看出来这个是1400-C。

    我的报告就是这些，我想说明一点，为什么机器没有做出来就做报告，我们寻求伙伴，我们想开放跟大家联合，我们不是想竞争，我们是想合作，如果有人订货我们可以88折，因为我也是经理，打8折。如果大家愿意合作，各种方式我们需要模拟它的气流，需要模拟温度场，很多模拟的工作，光靠我们来不及，我们也跟很多学校合作，更多跟清华大学合作，欢迎大家参加，为我们国家的两机发展做贡献。

瑞典中部大学教授 Andrey Koptyug

      稍微讲一下我们一些历史的经验，我们做了一些基于铁的金属玻璃，还有非常硬的工具，EBM跟我们有合作，一起生产出来一个产品，有一个非常硬的金属物质，316不锈钢。为了做一个非常快的烧制，我们要有工业系统的调整，系统有非常多的物料才能启动，有几万千克的东西才能开始。我们现在有100毫升的粉，不需要储存这么多了，因为我们给料系统非常快，所以可以很快的开工。

    这两个例子可以看到现在钢的材料，也是我们瑞典的做法，这是一个高合金的冷作钢，这跟一般的做法有什么不一样呢？我们可以非常微结构的细节，也可以使用碳化物，同时可以使得材料没有任何外形上的缺损。其实我们更麻烦的是混合粉的使用，我们用了这种粉使得流动性非常好，而且我们可以用它来做别的事情。

    此外在其它的可能性考虑的时候，我们主要的316L有非常好的参数，非常稳定，而且加了一点东西。如果我们用第二个钢参数不一样，在硬度和熔点不一样，最后有一个非常好的材料出来，我们可以从复合材料变成完成复合的材料，因为我们给粉的方式不一样，可以产生一个功能分级的产品，像不一样的分级的混合金一样。

    一个是colferoloy103，会用在等离子体的使用中，我们可以看到一个复合物一样的东西，可以在单层进行操作，同时获得一个非常完美的合金，其实比一般的手法都要好，而且最后的部件是比较硬的。

    这是一个例子，我们有一个垂直的给料系统，我们将两个粉放在一起，这是给料的方向，同时我们有一个非常变化慢的比例，A+B，最后B的材料会非常硬，我们也可以调整功能性材料斜度的变化。还有一个非常有意思的就这种粉末而言，我们可以这个粉末，一般的系统里面粉末用起来不怎么样，因为有非常细的颗粒，如果颗粒非常小，非常非常细，而且可以对于多个向态有非常很的混合运动结果就非常好，你可以进行测试，测试不同成分的粉末，这是我们对于多成分粉末的结构，加了一个钨，有更好的回弹力和性能。

    我们也做了很多碳钢的操作，一开始的粉末的混合不是很同质性的，对于碳化钨加进去，虽然一开始是粉状的，表面的裂痕就可以补起来的，我们知道碳化钨是非常干净非常稳定的。我们不能解释为什么加了碳化物会有这样的分布，但是非常有意思，可以看到碳化钨对表面的填充和平滑作用。

    我们看到这里是大的铌在那边，有意思的是你可以看清楚，增加铌的浓度斜度也慢慢上去，铌从一开始的成分占比100%到降到50%铌的成分是有一定的偏移的，这是非常让人喜欢的混合方法。可以看到并没有完全溶解的铌。我们现在有非常有意思的一些测试，你可以测试机械的问题，还有微拉伸的存在，因为微拉伸时间长会带来一些问题，还有单样本的测试也是有可能的，测量出大的位移，从100微米到更大尺寸的位移还有裂缝和变化。你开发新的合金的时候，杂质的筛除是非常重要的，使得最后出来的产品是符合合金纯度要求的。

    我们现在新的材料研发都是在找粉床的增材加工，应该的是利用好基于激光的增材制造，同时利用一些新的物料组成对于新材料的寻找是挺难的，但是我们可以对机器进行修改，这其实并不难，而且我们有很多的操作人员都有丰富的经验。

    所以这样一种正向的给料系统也是非常的有趣的，因为它能够拓宽可能性，能够用更好的粉末，能够用各种各样的粉末。光束的能量在一层上面，给我们另外一种可能性，在三维模型下可以对微孔结构进行控制，也是为未来4D打印做好准备，总而言之我们还需要更多基础的研究，从而研究这个流程的情况，特别是在光束的过程当中，来能够得到更好的了解，并且能够提供更多的稳定性，对我们行业研究流行过程当中。

 衢州常山县常山县欧中材料

      首先看一下金属增材制造的分类，现在金属增材制造按照原材料的种类，以及能量源大致可以分四种，前三种是按照粉末的颗粒大小，第四种用的是钛合金，或者是金属的丝材，前三种可以粉末颗粒按照15到53微米，53到150微米，53到106微米区分的。

    首先是航空领域，这张图展示的是GE9X，现在目前大的民用、商用航空涡扇发动机。航天领域这个图片展示的是SPACEX龙2飞船，也是在明年二月份进行认证。医疗领域应用最多的是Ti6Al4V打印种植体，另外我们也在做TiNi形状记忆合金，打印血管里面的支架。包括其它应用领域，这个是奔驰旗下高端的越野车的节温气盖用铝合金打印的。

关键在于需要有高品质的原材料，对于激光铺粉而言就需要高质量的金属球形粉末，Ti6Al4V为例，现在有四种方法制备球形粉末。

第一张图片等离子气雾化，原理是用钛合金丝材，周围三把等离子火炬，把丝材熔化以后，靠等离子集体把液膜吹散，空中成球凝固。特点就是15到53微米的粉末，收率非常高，可以达到30%到35%以上。

第二种气体雾化。

第三种叫等离子球化，用的原材料是非球形的，比如Ti6Al4V用的氢化的粉，大家知道这样制备的钛合金粉末本身氢含量和氧含量都非常高。

    第四种就是今天主要讲的等离子旋转变形，什么叫旋转变形，我们在AMS4999A上面能查到定义，这里面有关键的词汇，比如说metal bar，有一个高速的旋转的电极棒在尾端用一把等离子火炬加热熔化，熔化之后液膜大概几十微米，靠离心力使液膜沿切线方向飞出，靠离心力和表面张力共同作用，最后成球，冷速能达到10的5次K/s。

    我们通过另外一种方法，根据ISO13322标准叫动态图象颗粒分析法，对每一颗粉末进行动态抓拍，是检测每一颗粉末的最小直径和最大的直径的比值，统计样本进行宏观统计的数据，通过这种方法检测的旋转电极的全球度只是有关88%。

    第二个就是粉末的流动性如果你的粉末流动性差的话会影响打印的效率，有可能堵塞送粉管道。现在还有一个方法叫安息角，粉末堆积以后看坡面和夹角，夹角越小说明流动性越好。我们做的Ti6Al4V15到33微米，安息角小于30度。

    第三个特点是粉末的空心粉率，如果有空心球存在，使最终影响质密，会影响材料的疲劳性能。可以看到一些大颗粒尺寸的球里面有一些孔存在，还有一种方法把粉末装在小的量杯里面，通过计算机的逐层让它成为三维立体图形随意抓任何一个截面看空心粉率。下个特点是粉末的批次稳定性，我们2017年先后做了20批次的钛合金粉末，看氧、氮、氢含量对比。

    我们海外的客户也选用了5家不同的供应商给粉末，用的也是EOS S290的设备，旋转电极的强度和塑性都有不错的表现。我们也在SLM Soulutions上打印了轻质化功能零件。在电子束选区融化方面是53到106微米。我们看一下沉积态的组织，我们肉眼及看不孔。屈服和抗拉这两种粉末都非常接近，大家可以看到旋转电极的延伸率是非常高的。旋转电极从沉积态的90到热等静压之后是93。

    首先SS-PREP工艺制备钛合金的粒度可以15到53，53到106，制出来的粉末特点突出，不管是流动性、球形度和空心分率，第三个是粉末适用于金属激光制造成形的，包括增材制造。

    我们这两年不光做钛合金，也做了其它的新材料的研制和开发，包括钴铬钼、特种钢、形状记忆合金和难熔合金93WNiFe等等。

 欧瑞康增材制造事业部中国区业务发展总监马骏 

      谈一谈欧瑞康在增材行业的产业化和商业化方面的理解和规划。大家知道我们不管是等材、减材还是增材，我们都是要面对产业化的批量生产的一些需求，目前来看在我们传统的量产化生产制造过程中，不管是什么行业我们主要面对三大挑战，第一大挑战是复杂结构和功能集成，第二个是小批量+高度差异化的生产，第三个是怎么跟传统已经成熟的量产化的要做到更好的可靠性的生产。

    传统的技术领域和加工方法我们遇到的阻碍，涉及集成的系统需要超越现在的工业能力和新型的技术出现，所以增材是一个很好的选项，传统规模化生产在效率方面的不足需要满足差异化的加工方法。在面对我们利用最少材料确保更好的性能和疲劳持久领域的话我们需要更多的设计工具和生产工具约束的限制，增材也是提供了一个很好的支持。

    另外讲到增材的优势，列出了很多类，增强的几何自由度，优化的性能，缩短的创新周期，建议的定制化，我们也更到更短的供应链以及驱动新商业模式。顺便提一下我们大概10月10号在德国慕尼黑举办了第二届穆尼黑技术大会，基本上产业链上下游影响力的公司聚齐。我们的宗旨就是说现在增材制造是一个新兴的行业有很多机遇，但是面临很多挑战，比如大家怎么更开放更深度的合作，当然我们也分享了成熟的案例和新的市场的趋势，以及大家未来做的准备工作。

    材料零部件我们面对轻量化和高性能，延伸下来的这些要点大家看一下就可以，我不多做概述。我们所有的增材大家在努力的方向和探讨的方向在做的工作都是面对量产客户的，成熟的市场需要什么需求呢？需要丰富零部件生产商，需要有比较强的卓越的研发能力的支持和开发，同时我们也考虑到终端的效率和经济性，这里延伸下来的话，我们欧瑞康能提供的解决方案就是欧洲、美国包括未来中国我们全球的增材制造设计的支持，合适的材料设备参数，以及后出来，完整的产品开发的生命周期的一个支持和管理，另外还有一个质量体系，面对航空、医疗、汽车我们要什么样的对应的标准或者现有的标准，或者在现有标准基础上延伸出针对增材的标准。另外设备的稳定性、可重复性、粉末和零部件的可追溯性，还有材料开发和工艺的设计，最后是增材制造整个价值链的集成。

欧瑞康目前做的很多工作，我们主要分成三大节点，第一个是工艺和粉末，第二个是制造变量，第三个是质量体系方面的规章要求。

简单分享一下欧瑞康美国粉末团队这几年做的基本工作，大家都知道镍基230、哈氏合金包括738这些材料，高温的这些材料在传统行业都是很成熟的在应用的，面对增材这边，我们在这方面的应用相对不是特别频繁，在市场上用的不是特别多，比如说718、625我们用的都很多，但面对哈氏合金，我们ASTM标准碳元素是0.05到0.15的百分比。如果完全按照传统行业的哈氏合金的这些材料的碳元素的标准，针对激光增材的选区激光熔化的，粉末床的工艺我们会面临新的标准，碳元素高了力学强度会得到保障，但是针对激光的工艺，开裂的状况又大大的提高了。

我们怎么才能减少开裂的情况下，得到满足我的最终产品性能要求，这是我们的话题。一个真正的成熟的工艺参数一个稳定的产品性能主要由三个核心的要素，第一个稳定的合格的金属的原材料，第二个就是稳定的合格的标准化的成熟的增材的设备，不管是激光的还是电子束，第三个在稳定增材制造基础上，开发出一个真正符合我们的产品加工的完整的成熟的工艺，符合我的力学性能，符合光洁度要求。

    稳定的设备因为安装调试，因为维护没有做到位的话都有可能出现不可熔的情况，或者哈氏合金的运用，可能运气好的情况开裂的情况比较低，但是更多情况开裂的情况会出现，真正要成熟应用可能会出现很多风险。

    所以说欧我这里的简单的几个案例针对高温合金的在碳元素方面，我们开发了一些低碳的哈氏材料，满足力学性能的基础上，我们开发出低开裂的哈氏合金的材料。

    我们美国有两个研发团队，一个研发团队是我的标准的大家常见的材料开发，另外我们同时在开发市场上传统行业需求的，但是增材行业现在不是很多出现的，或者非标的材料逐步的标准化，同时还有第二个开发团队基于现有的设备，任何一种标准的材料推向市场，至少两个设备型号的平台进行大量的平行，密度的测试，力学性能的测试，甚至是热等静压的测试，我们才会推想全球的市场包括中国。

    很多情况下，你按照传统的这些化学元素的要求，有的时候增材工艺加工你会遇到天花板，但是怎么样不降低或者减少我的产品性能的同时，我作为微量元素的调整开发出新的产品。

    这是我们自己开发的材料在290平台上测试的出来的效果，如果客户专业的话，在这个基础上可以取得更好的性能，无论加工工艺参数的调整还是后处理的调整，可以取得比这个更好的效果。

    简单介绍一下欧瑞康公司，欧瑞康公司是瑞士公司，现在目前主要是表面处理和化学纤维，我们有传统的两大业务板块balzers和metco，汽车的零部件业务在整个metco占了80%左右，第三大业务就是AM增材，是新成立的业务单元，在整个集团的占比比较低，但是是未来战略发展的重心。去年年底营业额是28.47亿瑞士法郎。针对增材有关的历史周期，我们从1986年开始做气雾化粉末的生产。2017年我们宣布了两个五千万，一个是投资在美国的粉末生产，第二个五千万是强化在美国增材零部件的研发和生产。最后到2018年第三季度在德国穆尼黑创建了研发和应用重新，也是增材制造业务单元的全球的运营总部。

    欧瑞康除了增材的设备捕捉以外，基本上全产业链覆盖。这是关于增材业务单元在全球的支点，我们粉末的研发主要在美国。今年年底我们在衢州常山县常山县会建立一个小型的增材技术中心和具备生产能力的小型的增材制造工厂，位于衢州常山县常山县的安亭。

针对未来的产业化和商业化，我们目前很多设施我们都有不同的行业体系认证标准。德国和美国的工厂我们也有针对ISO9001包括汽车行业的认证，另外我们今年前几月，我们刚从GE增材收购了一家公司，专门做金属增材零部件植入的公司，有FDA认证和ISO13485的认证来补充和强化在医疗板块的技术能力和整个体系的强化。

这是我们目前成熟的一些产品，基本上在全球主流的欧洲、美国的设备厂商经过严格的测试认证，并且有部分客户常态的使用。

    除了标准的材料以外我们未来针对传统行业有大量的需求，但是增材行业不具备这些产品能力的，比如非标的产品我们尽量做到标准化，我们针对高温合金都会标准化推向市场。这是我们前两年收购的Scoperta，利用大数据处理和材料信息学-缩短合金开发的迭代周期。

    这是德国慕尼黑的研发中心，我们目前有5台金属设备，主要用于开发的项目，当然我们和慕尼黑工大建立了合作关系。这是我们的增材衢州常山县常山县材料实验室，我们在本地可以做到绝大部分的配套测试和检验的工作。

    这是今年和波音为金属3D打印钛合金航空航天结构件创造标准工艺流程 。这是6月份收购的DTI，除了有了 6 Arcam Q10 系统和减材设备 (32 高速CNC mills; 13 CNC turning中心)。

 衢州常山县常山县材料研究所研发总监张亮 

     谈一谈我们3D打印用的金属粉末的4个关键的特性，究竟是什么样的粉末才适合我们主流的3D打印技术，大家都知道3D打印的一个核心在于离散和堆积，堆积所使用的原材料在金属3D打印过程中，绝大部分使用的是金属粉末，我们根据金属粉末的输送方式的不一样，我们可以把3D打印分为铺粉和送粉式的两大类：铺粉激光选区熔化技术和送粉式的激光立体成形技术。

    影响粉末性的关键因素，第一个是球形度，一个颗粒的形态越接近球形流动性就越好，而我们金属粉末的流动性决定因素在于制备方法，前面讲了很多金属粉末的制备方法，比如传统的化学还原法、机械法等类型的，基本上做出来的粉末有很多不规则的形状，流动性很差，面前不了我们目前3D打印技术的需求，而像气雾化或者等离子旋转电极可以制作出近球形的粉末，可以保证很好的流动性。

    第二个影响因素是卫星球问题，一个大球的表面上黏结若干或者一个小球，对流动性是非常不利的影响，主要出现在气雾化工艺过程中。根据这个机理我们在国内外主流的气雾化前沿技术中引入反卫星球的系统，改变雾化筒内的气流场，减少卫星球比例的产生。

    第三个流动性影响是粒度范围，一般一个金属粉末小于30微米会产生易团聚的现象，比如钛合金粉末小于15微米的粉末占比过高，流动性会很差，甚至出现没有办法流动的情况，采用气流分级将15微米以下的粉末分离出来，粉末流动性会得到很大的改善，从而满足3D打印对于流动性的需求。是现在目前市面上的3D打印金属粉末对于铺粉式一般采用15到30微米的粉末的主要原因。

    第四个影响流动性因素是粉末的表现状态，不仅仅是表面的颗粒的粗糙程度，更多的是指气体吸附和水分吸附，在颗粒表面的水分和气体的吸附都会降低我们金属粉末的一个流动性，所以经常我们3D打印会碰到一个问题，当粉末存储了很久，或者存储方式不当的时候，再使用粉末会碰到各种各样的问题，而这并不是因为粉末颗粒本身的特性发生了转变，而是因为表面的气体吸附水分吸附，我们建议3D打印之前进行真空干燥，往往金属粉末会恢复到之前的流动性。

    第二个关键特性，我想分享的就是粉末的堆积密度，严格讲所有影响金属粉末流动性的各个因素都可以对我们的堆积密度产生影响，这里我们就不一一展开，重点想一下我们经常使用的球形颗粒的堆积问题。球形粉末堆积密度取决于颗粒与颗粒之间是否得到很好的填充，如果是单一颗粒密排堆积可以达到74%的理论密度，如果不同的粒径混合话可以达到76%的理论密度。目前的研究我们也做了几次试验，金属粉末的堆积密度和我3D打印过程中成形的质密度有直接的关联，3D打印粉末堆积密度越高，成形制件的质密度越大，粉末堆积密度过低，激光扫过导致熔化不连续性，会影响质密度。3D打印金属粉末可以保证流动性，保证顺利稳定生产的过程中，我们可以适当的加入一定比例的细分，虽然会不可避免的降低一些流动性！但是粉末堆积密度一旦提高还是有一定好处的。

    第三个是化学成分一个是氧氮含量，一个是成分优化。近年来我们对成分优化有一些研究，3D打印金属粉末的成分优化是时间成本和经济成本非常高的工作，比如说对于每一个成分点，必须要通过制备工艺制备出大量的合金粉末才能得到一次测试，这个现象就造成了我们现在基本上商业用的3D打印都是来自传统的锻造和铸造的牌号，这些牌号设计的区间不一定是合适与3D打印快速凝固的过程，所以怎么调整和优化我们的3D打印用金属粉末的成分，我们开发了一套3D打印的高通量制备技术，我们可以在一次3D打印过程中刻印成形不同成分含量的分块式样，包括很衢州常山县常山县续范围成分分布的梯度式样。

    下一个3D打印金属打印关键特性就是物理缺陷，实际生产气雾化金属粉末过程中检测的方式，空心球问题如果在气雾化中不当的话会产生很多空心球现象。一个是金相法，另外一个方法是工业CT方法，通过工业CT对粉末进行逐层，建立立体模型可以直观的观察粉末的卫星球问题，空心粉问题，从而优化3D打印的金属粉末的品质。

    对于粉末夹杂物的检测这个是非常难的地方，因为夹杂物含量非常少，往往几十公斤里面才有一两颗夹杂物，但是这种夹杂物的存在对批量的稳定性，包括制件性能都是危险的源头，我们也尝试过CT法监测，但是如果整个的话，耗的时间非常巨大，所以我们搭建了一套水淘洗的夹杂物检测方式，在颗粒大小接近的情况下，不同密度的颗粒在水中沉降速度不一样，通过循环不断的分离，目前这个技术搭建好了，检测的效果也是比较好的。

    接下来我们结合4个关键的基本特征看看目前3D打印的制备的方法，以及优缺点，目前我们的气雾化的工艺通过我们高速的氮气或者氩气的冲击作用，使得我们的金属熔体进行破碎，并在后面的表面张力作用下凝固成粉，这个技术分两类，一个是有坩埚，一个是没有坩埚。气雾化目前来说是生产3D打印金属粉末最普遍的方法，这个方式优点是合金的适用面非常广，铜合金、铝合金、钛合金、不锈钢都可以采用气雾化工艺进行制备，并且我们通过我们后续的一个反卫星球的系统的引进，也可以制备出卫星球非常少的气雾化的粉末，综合的成本就会非常低，气雾化很大的优势是气粉收集率非常高，缺点是卫星球和空心粉的控制。

    另外是加拿大NPC公司的等离子丝材雾化，适合容易被拉成丝材的合金，由于成本的原因目前普遍大家用它生产钛合金粉末比较多，目前钛合金粉末在国内也是有一定的市场。制备方法的优点是球心度很高，细粉收得率高，缺点是成本比较高。等离子旋转电极的方法，由于成本的关系，以钛合金的生产为主。细粉收得率有所提升，细粉收得率有所提升可以达到40%以上。

    简单介绍一下衢州常山县常山县材料研究所在气雾化和3D打印方向上的一些工作，看看大家有哪些可以合作的领域，衢州常山县常山县材料研究所在上世纪70年代开始研究气雾化制粉工艺，70年代有两台气雾化制粉炉，目前有4条生产线。目前衢州常山县常山县材料研究所也是衢州常山县常山县增材制造检测平台的依托单位，我们中心有70多人，6个领域。目前中心主要是EIGA和VIGA的技术，我们对设