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奥地利在316L不锈钢粉中添加氮化硅可提高金属3D打印质量

2019-11-15 17:52:45

2019年7月5日，记者从外媒获悉，奥地利格拉茨科技大学（TU Graz）的研究人员对316L不锈钢粉末进行了改性，使其在用于增材制造时可以获得更好的打印质量和表面光洁度。

据悉，该研究的开创性方面是在316L不锈钢中添加氮化硅以控制硼化物的反应，硼化物在烧结过程中用作活化剂。使用这种方法，研究人员能够最大限度地减少对支撑结构的需求，并生产具有更好表面和机械性能的零件。

根据该研究论文的共同作者Mateusz Skalon的说法，这种名为NewGen SLM粉末的改性粉末可以“让3D打印金属的成本节省高达114欧元/公斤”。

TU Graz研究人员使用的NewGen粉末具有更好的表面

NewGen SLM金属3D打印粉末

金属的3D打印允许创建高度复杂和轻量的最终用途部件，可用于航空航天工业或生物医学。然而，尽管需要金属3D打印，但仍存在需要克服的挑战，例如最小化支撑结构和改善成品部件的表面质量。

NewGen SLM使用硼化物制成，其与316L不锈钢粉末混合。虽然硼化物增加了烧结物的密度，但是它们在铁基材料中不能很好地溶解，并且在熔化和凝固之后它们在颗粒周围形成层。为了控制硼化物的行为以获得所需的结果，将氮化硅添加到金属粉末中。

研究人员测试了20种不同的实验室制316L不锈钢粉末混合物的物理和机械性能以及孔隙率。结论是，通过控制氮化硅和硼的量可以减少烧结物的变形。

作者写道：“通过将不同比例的硼和Si3 N4添加到AISI 316L不锈钢中，可以通过直接控制固化的第二相（来自共晶的量）来控制烧结矿的变形和横向断裂强度）。“

此外，TU Graz科学家对粉末进行了改性，除了可以产生更好的表面光洁度和机械性能外，NewGen SLM还需要更少的支撑结构。

商业化NewGen SLM

在TU Graz的支持下，研究人员打算将NewGen SLM粉末商业化。

Skalon说：“我们将在未来16个月内在最常见的激光熔化系统上测试粉末，基于这一点，我们希望在Fellowship之后直接在奥地利建立一家生产公司，购买的316L不锈钢粉末将被改性和销售。”

“目标群体将包括高度复杂金属零件的制造商，制造汽车，飞机和机械工程部门的公司以及采用增材制造的研究机构。”

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

它发表在“Materials”杂志上，由Mateusz Skalon，Ricardo Henrique Buzolin，Jan Kazior，Christoph Sommitsch和Marek Hebda共同撰写。