增材制造金屬粉末的選用一般基于三種因素：能量熱源,、粉末補給方式,、產(chǎn)品尺寸和精密度需求。

目前，3D打?。ㄔ霾闹圃欤Ｓ媒饘俜勰┲苽浞椒ㄖ饕F化法(以氣霧化為主,，包括真空氣霧化(VIGA)和電極感應(yīng)霧化(EIGA)等)和等離子法(等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化(PREP)、等離子熔絲霧化(WPA)和等離子球化技術(shù)(PA)等)

氣體霧化是制造高質(zhì)量金屬3D打印粉末的最常用方法,。示意圖如下,，該法利用高速氣流（高速空氣、氮氣,、氦氣或氬氣）將液態(tài)金屬流擊碎形成小液滴,，隨后快速冷凝得到成形粉末。與水霧化主要區(qū)別于霧化介質(zhì)的改變,，目前氣霧化生產(chǎn)的粉末約占世界粉末總產(chǎn)量的30%~50%,；該方法制備的金屬粉末粉末粒徑＜

150μm、球形度較好,、純度高,、氧含量低、成形速度快,、環(huán)境污染小等優(yōu)點,，該類技術(shù)適用于絕大多數(shù)金屬及合金粉末的生產(chǎn)。

↑↑氣體霧化技術(shù)制粉

↑↑真空氣霧化技術(shù)（左邊,，有坩堝）

↑↑電極感應(yīng)熔融氣霧化技術(shù)（右邊,，無坩堝）

傳統(tǒng)意義上的氣霧化法指的是真空氣霧化制粉技術(shù)（VIGA），其工作原理是采用坩堝加熱熔煉金屬原材,，熔煉金屬受重力作用在坩堝底部噴嘴處形成液流,，隨后以高速惰性氣流(主要為氬氣)在真空下將其擊碎為細(xì)小液滴，繼而冷凝成形，液滴在飛行中受表面張力自凝固成球形或近球形顆粒,。

為了防止坩堝與金屬原材的接觸導(dǎo)致熔煉過程中引入雜質(zhì),，德國萊寶公司發(fā)明了一種稱為電極感應(yīng)熔融氣霧化法（EIGA），該技術(shù)原理是采用成形的棒材為電極,，使其在高頻感應(yīng)電圈中不斷熔化,，在重力的作用下金屬液流經(jīng)霧化器中心孔，在高速氣流沖擊霧化后得到金屬粉末,。改法擺脫粉體受器皿污染,，可獲得到高純度金屬粉末。

旋轉(zhuǎn)電極法是以金屬或合金為自耗電極,，其端面受電弧加熱而熔融為液體,，并在電極高速旋轉(zhuǎn)的離心力的作用下，將液體拋出并粉碎為細(xì)小液滴,，繼之冷凝為粉末的制粉方法,。

↑↑旋轉(zhuǎn)電極工藝原理圖

它在熔融和霧化金屬過程中完全避免了造渣和與耐火材料接觸，消除了非金屬夾雜物污染源,，可生產(chǎn)高潔凈度的粉末,。典型的旋轉(zhuǎn)電極制粉設(shè)備是由一個直徑達2m多的箱體組成，旋轉(zhuǎn)自耗電極通過動密封軸承裝入其中,，電極長軸水平地處于箱體中心線位置,，電極旋轉(zhuǎn)速度高達15000～25000r/min。為了避免鎢污染,，可在鎢電極處改用等離子炬,，稱為等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法(PREP)。

該技術(shù)可通過調(diào)節(jié)等離子弧電流的大小和自耗電極轉(zhuǎn)速來調(diào)控粉末的粒徑,，提高特定粒徑粉末的收得率,，有益于制備高球形度、高致密度,、低孔隙率,、低氧含量、表面光潔的球形粉末,，且基本不存在空心粉、衛(wèi)星粉,，有效減少增材制造技術(shù)生產(chǎn)過程中的球化,、團聚及引入雜質(zhì)元素而帶來的氣孔、開裂現(xiàn)象,。

等離子熔絲霧化工藝術(shù)以規(guī)定尺寸的金屬絲材為原材料,，通過送絲系統(tǒng)按照特定速率送入霧化爐內(nèi)，經(jīng)出口處環(huán)形等離子體火炬加熱裝置，在聚焦等離子弧的作用下進行熔融霧化,，最終得到金屬粉末,。

等離子熔絲霧化法

整個流程在氬氣氛圍下進行，熔融霧化過程無外來雜質(zhì)干擾,，產(chǎn)品純凈度高,，由于采用金屬絲材為加工原材料，通過控制進給速度可獲得特定粒徑分布的粉末,，提高了粉末的品質(zhì)穩(wěn)定性,，低濃度的懸浮顆粒能夠有效防止形成伴生顆粒，從而使粉末具備較好的流動性,，十分有利于制備高純度,、高球形度的金屬粉末。該工藝僅限于合金或僅用于延展性金屬,，即可以拉制成線的金屬,。

等離子球化技術(shù)(PA)是一種對不規(guī)則粉末進行熔化再加工的二次成形技術(shù)。該技術(shù)以不規(guī)則形狀的金屬粉末為原材料,，在載氣氣流的作用下不規(guī)則粉體被輸送到感應(yīng)等離子體中,，在熱等離子體作用下受熱熔

化，熔融金屬液滴在下落進入冷卻室過程中因經(jīng)受較高的溫度梯度變化以及自身表面張力作用,，從而迅速冷卻凝固縮聚為球形,。

等離子球化技術(shù)的圖示

粉體圈編輯：Alpha