新技術 | 利用金屬切削廢料制作低成本金屬3D打印粉末

簡介：近期，印度科學研究所(IISc)的研究人員有了新發現，金屬加工領域產生的切屑廢料在精煉后的性能與常見氣霧化粉末一樣好，能夠滿足金屬（2022全國金屬材料分析測試與模擬計算線上報告會?）增材制造（SLM技術）的使用要求。

近期，印度科學研究所(IISc)的研究人員有了新發現，金屬加工領域產生的切屑廢料在精煉后的性能與常見氣霧化粉末一樣好，能夠滿足金屬增材制造（SLM技術）的使用要求。

切屑通常作為廢品丟棄。它通常呈細絲狀，就像金屬碎片一樣，但它有時候也會呈現出完美的球形顆粒。由機械工程系助理教授Koushik Viswanathan領導的IISc研究小組發現，這小部分球形粉末顆粒是由于在切削過程中表面層的氧化（放熱反應）產生的高熱而熔化的結果。然后，他們改進了這一工藝以生產大量球形粉末，這些粉末被收集并進一步加工，用作增材制造的原料。他們的研究表明，這些顆粒在金屬增材制造方面的性能與商業氣體霧化粉末一樣好。該工藝可用作生產金屬粉末的替代技術。

IISc產品設計和制造中心的博士生、該研究的作者之一Priti Ranjan Panda補充說：“我們有一種替代的、低成本和可調控的制造金屬粉末的方法，以及保證最終粉末的高質量。與傳統的氣體霧化粉末相比，這似乎非常具有競爭力。”

Viswanathan解釋說：“最近人們對采用金屬增材制造產生了濃厚的興趣，因為從本質上講，它可以實現大量定制并允許設計自由。然而，現有金屬粉末的高昂成本一直是絆腳石。我們希望我們的工作將為制造更便宜、更容易獲得的金屬粉末打開新的大門。”

機械系博士生Harish Singh Dhami（本研究的參與者）補充說：“降低增材制造工藝的成本（通過經濟的粉末）可以擴大材料范圍，例如制造生物醫學植入物，這可能變得更便宜、更容易獲得。”

研究人員表示，使用磨損制造金屬粉末在其他高性能應用中也具有潛力，例如飛機發動機，在這些應用中需要高度的特異性和復雜性。

用于3D打印的傳統金屬粉末存在缺陷。AM的主要來源材料是金屬粉末，主要使用稱為霧化的技術生產，其中熔融金屬流使用空氣或水射流分解成細小液滴。然而，盡管它被廣泛使用，但霧化的產量很低，價格昂貴，而且它可以處理的材料類型不靈活。然而，這種新技術回避了這些問題。