均線（xiàn）

計算機軟（ruǎn）件中有一句古老的格言——進垃圾，出垃圾。這句格言適（shì）用於許多事物，包括金屬（shǔ） AM。

      金屬 AM 為製造提供了幾個潛在的好處，包括設計自由度以製造更輕、更有效的零件、以（yǐ）最少（shǎo）的庫存簡（jiǎn）化供應鏈管理、縮短開發提前期和定製零件生產，等等。然而，金屬（shǔ）增材製造技術尚未顛覆 13 萬億製造（zào）業，主要用於研發、產（chǎn）品開發和模具製（zhì）造。

     目（mù）前有兩（liǎng）個問題挑戰（zhàn）著這個行業：

• AM過程中的可靠性（xìng）/一致性問題和
• 生產速度低。

      這兩個問題導致金屬增材製造成本大約是（shì）鑄造等傳（chuán）統（tǒng）製造工藝的 10 倍。

      幸運（yùn）的是，打印機製造商一直致（zhì）力於（yú）通過使激光器更精（jīng）確（què）、構建環境更可控、硬件更（gèng）堅固（gù）來解決一致性問題。同（tóng）樣，他（tā）們一直試圖通過改進零件（jiàn）的進出和（hé）用激（jī）光包裝他們的係統來提高生產速度（dù）。值得稱讚的是（shì），這些（xiē）漸進式改進隻能實現這麽多——檢查和重新評估可接（jiē）受（shòu）的原料對於獲得與（yǔ）傳統製造競爭所需的收益至關重要。

     傳統的氣體霧化原料粉末從未（wèi）用於金屬增材製造工藝。早期的金屬 AM 機器製造商選（xuǎn）擇原料作為簡（jiǎn）化其打印機（jī）商業引入的手段。它使他們（men）的客戶能夠找到並使用各種各樣的材料，並使製造商能夠專注於製造機器的核心業務。然而，隨著該行業（yè）的成熟並從研發轉（zhuǎn）向生產，很明顯，專為（wéi）增材製造而設計的更（gèng）好的粉末（mò）原料對於滿足更（gèng）廣泛的大眾（zhòng）市場的苛（kē）刻要求是必要的（de）。

     這提出（chū）了新的挑戰；“更（gèng）好（hǎo）的（de）原料”的含義尚未明（míng）確定義（yì）。業內人士普遍接受粉均勻，顆粒光滑和窄PSD此事，但一直沒有什麽（me）了解是多少（shǎo）這些屬性關係（xì），以及如何轉換為更（gèng）好（hǎo）的執行部（bù）分。

     例（lì）如，行業中的一個挑戰是金（jīn）屬增材製造大部分時間都生產（chǎn）機械強度高的零件，但（dàn）並非（fēi）一直都在生產。取而代之的是，該過程生產的零件具有從“一般”到“優秀”的（de）機械性能（néng）。當您設計任（rèn）務關鍵型或安全關鍵型部件時，該範圍（wéi）並不（bú）理想。對於要求苛刻的航空（kōng）航天和汽車應用（yòng），這種不確定性迫使設計工程師假設增材（cái）製造工藝僅足以生產性能範圍低端的零件。這（zhè）導致零件實際上過度設計且體積龐大。

     好消息是專為金屬增（zēng）材製造而設計的更好（hǎo）的原料可以解決這個問（wèn）題。研究表明，“更好的（de）粉末”必須（xū）具備以下特性才能改進增材製造工藝：

• 窄 PSD - 第 10 個和第90個百分位數之間的間（jiān）距小於 30 um
• 少量細粉 - 直徑小於 15 微米的（de）粉末顆粒每（měi）克材料不超過 2000 萬個（gè）顆粒
• 出色的球形度 - 大於 0.93 球形度（dù）
• 光滑 - 比表麵積小於 0.05 m 2 /g

      與傳統粉末相比（bǐ），具有這些特（tè）性的（de）粉（fěn）末流動速度提高 2 倍，擴散密度提高 30%，並吸收 1/2 的水分（fèn）。這轉化（huà）為表現出（chū）“非（fēi）常（cháng）好”到“出色”機械性能的部件。這種改進的一致性（xìng）為設計（jì）工程師提（tí）供了統計上的信心，將更高的“a-basis”設計允許限製提高了 20% 到 30%，並生產出輕質（zhì）高性能零（líng）件。

     更好的粉末不僅（jǐn）可以提高（gāo）零件的有效機械性能，而且對降低生產成本也有很大的作用。密度增加 30% 的粉末可以打印成更厚（hòu）的層，因（yīn）為空隙更少，並且更容易吸收來自激光的能量（liàng）。通過加倍層厚，垂直生產的速度加倍。此外，均勻（yún）的激光（guāng）吸（xī）收、均勻的熔化和凝固使掃描速度提高了20%，為水平（píng）生產速度（dù）增加（jiā）了（le）額外（wài）的提升。由（yóu）於 50% 的 AM 零件生（shēng）產成本與打印機時間成本有關，因此 2 倍的生產收益大致轉化為零件成本總體降低約 25%，並且代表朝（cháo）著與鑄造經濟平等邁出的重要一步。

      金屬增材製造可以——而且（qiě）將會——取代許多傳統的製造技術，並為客戶提供更好、更環保、更便宜的產品。創造這個未來始於選擇更好（hǎo）的粉末（mò）原料。