[發明專利]一種用于3D打印的不銹鋼粉料及3D打印不銹鋼的方法

在審

• 申請號: 201810180698.8
• 申請日: 2018-03-05
• 公開（公告）號: CN108213412A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 劉世鋒;任垚嘉;楊鑫;謝燕翔;馮璐;李安
• 申請（專利權）人: 西安建筑科技大學
• 主分類號: B22F1/00
• 分類號: B22F1/00;B22F3/105;B22F3/24;B33Y10/00;C22C38/02;C22C38/44;C22C38/58
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開一種用于3D打印的不銹鋼粉料及3D打印不銹鋼的方法，不銹鋼粉料的粒度為20?100μm，室溫下粉末流動性處于19.00s?23.00s之間，通過激光選區熔化對上述不銹鋼粉料進行成型；本發明提升了3D打印的不銹鋼粉料原料顆粒度，3D打印過程進料主要依靠原料的重力，因此針對不銹鋼粉料打印過程，有效控制顆粒度大小和流動性，有利于控制鋪料過程原料的緊密度，本發明的不銹鋼粉料通過激光選區熔化進行成型后，所得產品能夠滿足性能要求。

技術領域

本發明屬于3D打印技術領域，具體涉及一種用于3D打印的不銹鋼粉料及3D打印不銹鋼的方法。

背景技術

隨著制造業競爭加劇，產品的開發速度日益成為競爭的主要環節。為滿足日益變化的用戶需求，使制造技術具有較強的靈活性，要求零件小批量生產，而不增加產品的成本，必須注重產品的開發速度和制造技術柔性。計算機、CAD/CAM、數控、材料和激光等技術的發展，也在技術層面上為新的制造技術的產生奠定了基礎。金屬增材制造(MetalAdditive Manufacturing,MAM)是近20年來制造技術的一項重大突破。該技術是一種涉及多門學科的新型綜合制造技術，被認為是近20年來制造領域的一次重大突破，其對制造業的影響力可與二十世紀五、六十年代的數控機床相比。

激光選區熔化(Selective laser melting，SLM)技術借助計算機輔助設計(Computer Aided Design)與制造，其工藝過程如圖1所示：首先將三維CAD模型進行切片離散及掃描路徑規劃，得到可控制激光束掃描的切片輪廓信息；其次計算機逐層調入切片輪廓信息，通過掃描振鏡，控制激光束選擇性地熔化金屬粉末，未被激光照射區域的粉末仍呈松散狀。一層加工完成后，粉料缸上升，成形缸降低切片層厚的高度，鋪粉刷將粉末從粉料缸刮到成形平臺上，激光將新鋪的粉末熔化，與上一層融為一體。重復上述過程，直至成形過程完成，得到與三維實體模型相同的三維金屬零件，無需工裝模具，不受零件結構的多樣性限制，是現今世界上發展速度很快、技術領先的金屬增材制造(Metal AdditiveManufacturing，MAM)技術之一。與傳統制造金屬零件通過減去材料的加工方法相比，MAM技術反其道而行，基于增材制造(Additive Manufacturing，AM)的理念，從計算機輔助設計的三維零件模型出發，通過切片軟件對模型分層，將復雜的三維制造轉化為一系列二維平面的疊加制造。

目前3D打印不銹鋼技術主要原料的顆粒度在20-60um之間，其中主要以40-50um顆粒度的原料為主，生產3D打印小顆粒的原料成本高、工藝復雜、顆粒度不均勻等缺陷，在滿足3D打印工藝技術的條件下，提升原料顆粒度，對于研究3D打印機技術意義重大。

發明內容

為解決現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種用于3D打印的不銹鋼粉料及3D打印不銹鋼的方法，本發明能夠在滿足工藝和性能條件的基礎上提升3D打印的不銹鋼粉料原料顆粒度，并保證打印出的產品滿足性能要求。

本發明所采用的技術方案如下：

一種用于3D打印的不銹鋼粉料，所述不銹鋼粉料用于激光選區熔化成型，不銹鋼粉料的粒度為20-100μm，室溫下粉末流動性處于19.00s-23.00s之間。

不銹鋼粉料中，以質量百分數計，粒度為60-100μm的不銹鋼粉料所占比例不超過20％，其余為粒度為20-60μm不銹鋼粉料。

不銹鋼粉料中，以質量百分數計，粒度為60-100μm的不銹鋼粉料所占比例不超過10％，其余為粒度為20-60μm的不銹鋼粉料。

不銹鋼粉料為316L不銹鋼粉末，316L不銹鋼粉末中，以質量百分數計，C含量為0.03％，Si含量為1.0％，Mn含量為2.0％，P含量為0.045％，S含量為0.03％，Cr含量為16.5-18.5％，Ni含量為10.0-13.0％，Mo含量為2.0-2.5％，其余為Fe。

不銹鋼粉料的物相組織為單相奧氏體。