3D打印材料测试国标正式实施哪些仪器出圈？

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#2021重要标准汇总

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分享： 2021/06/04 20:00:31

导读： 6月1日起，GB/T 39251-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》正式实施，本文整理了该标准中3D打印用金属粉末性能表征的检测项目及检测方法。

2021年6月1日起，GB/T 39251-2020《增材制造金属粉末性能表征方法》等14项增材制造领域国家标准正式实施，填补了多项国内空白。本文整理了《增材制造金属粉末性能表征方法》标准中提到的金属粉末性能参数及表征方法，以及主流的3D打印技术和材料，供大家参考（文末附标准全文下载）。

3D打印用金属粉末性能参数及检测技术

检测项目	检测仪器
外观质量	目视检查
化学成分	ICP
粒度及粒度分布	激光粒度仪、筛分仪
粒形	粒度粒形分析仪
流动性	粉末流动性测试仪
密度	振实密度仪
夹杂物	体视显微镜、扫描电镜、工业CT
纯净度	体视显微镜
空心粉	工业CT、光学显微镜、扫描电镜

除以上检测项目外，在金属3D打印过程中，金属重熔后元素以气体形态存在，可能在局部生成气眼等缺陷，影响工件致密性及力学性能。所以，对不同体系的金属粉末，氧含量均为一项重要指标，业内对该指标的一般要求在1500ppm以下，在航空航天等特殊应用领域，客户对此指标的要求更为严格。同时，部分客户也要求控制氮含量指标，一般要求在500ppm以下。针对这些复杂元素及其含量，可通过氧/氮元素分析仪等进行检测。

另外，孔隙度也是评估3D打印过程的重要指标，孔隙度是表征部件或粉体致密程度的指标，为材料中孔隙的体积占总体积的百分比。金属粉末的孔隙度会严重影响成型过程及成品部件的机械强度和表面质量，通常，孔隙度低的粉体成型后部件致密度高，表面光洁度更好。金属粉末的孔隙度可通过压汞仪等进行表征。

3D打印技术分类

3D打印又称增材制造，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术具有精度高、周期短、省材料、能制备复杂一体成型零件等优点，已经成为国内外最新关注的研究重点。根据成型原理及工艺类型，3D打印技术可分为很多种，目前比较成熟的有以下几种：

3D打印技术	打印材料	特点
光固化成形(SLA)	液态树脂	精度高、表面质量好
激光选区烧结(SLS)	高分子、金属、陶瓷、砂等粉末材料	成形材料广泛，应用范围广
激光选区熔化(SLM)	金属或合金粉末	可直接制造高性能复杂金属零件
熔融沉积制造(FDM)	低熔点丝状材料	零件强度高、系统成本低
电子束选区熔化(EBSM)	金属粉末	可成形难熔材料
分层实体制造(LOM)	片材	成形速率高、性能不高
立体喷印(3DP)	光敏树脂、粘接剂	喷粘接剂时强度不高、喷头易堵塞

3D打印材料是3D打印技术发展的重要物质基础，在某种程度上，材料的发展决定了3D打印能否得到更广泛的应用。目前，3D打印材料主要包括主要包括金属材料、无机非金属材料、有机高分子材料以及生物材料等几类。随着技术的发展和进步，材料的种类还会越来越丰富。

3D打印材料的分类和应用领域

3D打印材料分类	材料名称	应用领域
金属增材制造材料	钛合金、高温合金、铝合金等金属粉末、液态金属材料等	航天航空、船舶工业、核工业、汽车工业、轨道交通等高性能、难加工零部件与模具的直接制造
非金属增材制造材料	高性能陶瓷，非金属矿、宝玉石材料、树脂砂、覆沙膜、硅砂、硅酸盐类等	航天航空、汽车发动机等制造用模具开发及功能零部件制造；工业产品原型制造及创新创意产品生产
有机高分子增材制造材料	树脂类：光敏树脂；丝材类：PLA、ABS、 PC、PPSF、PETG 等；粉末	工/模具制造、原型验证、科研教学、文物修复与保护、生物医疗等
生物增材制造材料	生物可降解材料、生物相容性材料、活细胞等	药物控制释放、器官移植、组织和软骨质结构再生与重建等