激光粉末床熔融（LPBF）严格要求使用高精度分析筛分机，以强制严格控制金属粉末的粒度分布。通过针对特定的颗粒尺寸——通常是40μm或80μm——这些设备确保原材料符合逐层沉积过程中所需的一致性的严苛标准。
高精度筛分的主要作用是保证最终零件的微观结构质量。通过去除破坏铺粉的过大颗粒并消除导致结块的细粉，这些机器保证了粉末床的均匀性。
粒度分布的关键作用
建立工艺一致性
LPBF工艺依赖于极其均匀的薄层金属粉末的沉积。高精度筛分机对粉末进行筛选，以确保每批粉末都符合特定的粒度分布。
这种严格的控制保证了材料在打印过程中表现可预测。没有这一步骤，原料的变化将导致最终产品产生不可预测的结果。
保证微观结构质量
使用分析筛分机的最终目标是保护增材制造零件的微观结构完整性。
如果粉末床不一致，激光将无法均匀熔化材料。这会导致内部缺陷，从而损害成品部件的机械性能。
减轻沉积缺陷
防止铺粉不均
筛分过程的一个主要功能是去除过大颗粒。
如果原料中存在大于层厚的颗粒，它们会干扰刮刀或滚筒。这会导致条纹和不均匀的粉末铺展，破坏下一层所需的平整度。
避免团聚
反之，该工艺还必须管理过细的颗粒。
超细颗粒由于颗粒间的力而倾向于粘在一起，导致团聚（结块）。筛分机去除这些细粉，以确保粉末自由流动并平稳地铺展在构建板上。
筛分不足的常见陷阱
层不稳定风险
未能使用高精度筛分会带来很高的层不稳定风险。如果粒度分布过宽，粉末床的堆积密度将不一致。
零件可靠性受损
忽视精确筛选直接影响打印零件的可靠性。粉末一致性的变化通常会导致金属微观结构中出现孔隙或薄弱点，使零件不适用于高性能应用。
为您的目标做出正确选择
为了确保您的LPBF工艺产生工业级的结果，您必须优先考虑原料制备的质量。
- 如果您的主要重点是表面光洁度：确保您的筛分过程严格去除过大颗粒，以防止在层沉积过程中出现拖拽和铺粉不均。
- 如果您的主要重点是材料均匀性：优先去除过细颗粒，以防止团聚并确保均匀的熔池。
粉末制备的精度是性能精度的先决条件。
总结表：
| 特性 | 对LPBF工艺的影响 | 对最终零件的好处 |
|---|---|---|
| 粒度控制 | 确保薄而均匀的层沉积 | 可预测的机械性能 |
| 过大颗粒去除 | 防止刮刀条纹和拖拽 | 卓越的表面光洁度和平面度 |
| 细粉去除 | 消除团聚和结块 | 均匀的熔池和均质性 |
| 严格的分布 | 保持一致的堆积密度 | 降低孔隙率，提高可靠性 |
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参考文献
- Alexander Metel, Pavel Podrabinnik. Influence of Postprocessing on Wear Resistance of Aerospace Steel Parts Produced by Laser Powder Bed Fusion. DOI: 10.3390/technologies8040073
本文还参考了以下技术资料 Kintek Solution 知识库 .
