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D打印粉末流动性测试

因您的需求、实验方案、检测样品、测试过程不同,相应的参考标准请咨询在线工程师!

文章概述:本文系统阐述增材制造用粉末的流动性测试技术要点,核心检测对象涵盖金属、陶瓷及高分子粉末体系。关键技术指标包括休止角、流出速度、压缩度等流变特性参数,通过霍尔流速计、旋转剪切仪等设备测定粉末在重力/剪切力作用下的流动行为。检测重点验证粉末在铺粉、给料过程中的稳定性,量化表征卡氏指数、均齐度等影响打印精度的关键参数,为粉末床熔融(PBF)、粘结剂喷射(BJT)等工艺提供材料适用性数据支持。

检测项目

基础流动特性:

  • 休止角测定:静态休止角(θ≤35°)、动态休止角(ISO4324)
  • 流速测试:霍尔流速计流出时间(50g粉末≤25s,ASTMB213)
  • 压缩度计算:Carr指数(CI≤15%),豪斯纳比(HR≤1.25)
剪切流变性能:
  • 屈服轨迹:内聚力(fc≤200Pa),摩擦角(φ≤30°)
  • 流动函数:ffc值(≥10为自由流动,ASTMD6128)
  • 壁摩擦角:粉末-壁面摩擦系数(μw≤0.5)
动态特性:
  • 流化能量:最小流化速度(Umf,GB/T31057.2)
  • 气动指数:流化因子(FI≥85%)
  • 振动敏感性:振实密度变化率(Δρ≤5%)
粒径相关性:
  • 粒度分布匹配:D10/D50/D90跨度指数((D90-D10)/D50≤1)
  • 细粉含量:<20μm占比(≤10wt%)
  • 球形度系数:长径比(AR≥0.85)
环境响应性:
  • 湿度敏感性:临界相对湿度(RHc≥60%)
  • 静电积聚:电荷密度(|σ|≤2μC/kg)
  • 温度稳定性:玻璃化转变温度偏移(ΔTg≤5℃)
工艺适配性:
  • 铺粉均匀性:层厚变异系数(CV≤3%)
  • 回收粉性能:流动性衰减率(≤8%/循环)
  • 粉末空隙率:表观密度/真密度比(≥40%)
特殊工况:
  • 微重力流动:空间稳定角(SSA≤40°)
  • 高压压缩性:压缩模量(K≥500MPa)
  • 粘结剂兼容性:粘度增长斜率(β≤0.05min⁻¹)
安全性能:
  • 粉尘爆炸指数:Kst值(≤200bar·m/s)
  • 最小点火能:MIE(≥10mJ)
  • 自燃温度:SIT(≥450℃)
化学兼容性:
  • 抗氧化等级:TGA增重率(≤1wt%/h)
  • 酸碱腐蚀率:pH耐受范围(4-10)
  • 有机溶剂溶胀:体积变化率(≤0.5%)
长期稳定性:
  • 时效硬化:安息角增长率(Δθ≤2°/月)
  • 结块倾向:团聚指数(AI≤5%)
  • 成分偏析:元素浓度梯度(ΔC≤0.5at%)

检测范围

1.金属合金粉末:钛基(Ti6Al4V)、镍基(In718)、钴铬合金粉末,重点检测高温氧化对流动函数的影响及卫星球消除要求

2.陶瓷粉末:氧化铝、氮化硅、氧化锆粉末体系,侧重检测静电控制水平与湿度敏感性阈值

3.高分子粉末:PA12、TPU、PEKK等聚合物粉末,核心验证玻璃化转变温度与流化能量的关联性

4.复合粉末:陶瓷增强金属基(Al-SiC)、聚合物-金属混合粉末,重点检测密度差异导致的偏析指数

5.水溶性支撑粉末:PVA基可溶材料,关键测定水解速率对流动稳定性的影响

6.纳米改性粉末:纳米SiO2表面处理粉体,需量化纳米层覆盖率与摩擦系数关系

7.磁性材料粉末:钕铁硼、铁硅铝粉末,侧重磁场干扰下的流动各向异性测试

8.生物医用粉末:羟基磷灰石、β-磷酸三钙,严格监控粒径球形度与细胞毒性残留

9.难熔金属粉末:钨、钼、钽等高熔点粉末,重点验证高温环境(>800℃)流变行为

10.梯度材料粉末:成份梯度设计的复合粉末,核心检测分层流动一致性及扩散系数

检测方法

国际标准:

  • ASTMB213-20金属粉末流速标准测试法
  • ASTMD6393-14散装固体剪切测试标准规程
  • ISO4490:2018金属粉末-霍尔流速计流速测定
  • ISO3953:2021金属粉末-振实密度测定
  • ISO13517:2013金属粉末-旋转剪切法测量粉末流动性
国家标准:
  • GB/T1482-2010金属粉末流动性的测定标准漏斗法
  • GB/T5162-2021金属粉末振实密度的测定
  • GB/T31057.1-2018颗粒材料物理性能测试第1部分:松装密度的测量
  • GB/T31057.2-2014颗粒材料物理性能测试第2部分:最小流化速度的测定
  • GB/T37406-2019金属粉末粉末流动性的测定卡尔指数法
(方法差异说明:ISO4490与GB/T1482在漏斗锥度角度存在0.5°公差;ASTMD6393要求预剪切应力为ISO13517标准的1.5倍;卡尔指数测定中GB/T37406规定振动频率为50Hz而ISO4490允许60Hz)

检测设备

1.智能粉末流变仪:FT4PowderRheometer型(旋转扭矩分辨率0.1mN·m,轴向力范围0.5-100N)

2.激光粒度分析仪:Mastersizer3000型(测量范围0.01-3500μm,重复性误差≤0.5%)

3.振实密度仪:BettersizeBT-1000型(振幅3mm±0.1mm,振动频率250±15次/分)

4.动态图像分析仪:QICPICPRO-20型(球形度分辨率0.001,帧率500fps)

5.旋转剪切测试仪:RST-XS型(法向应力范围0.1-15kPa,剪切速率0.0001-100mm/s)

6.霍尔流速计:HallFlowmeterF-01型(出口孔径2.5/5.0/6.0mm三规格,时间分辨率0.01s)

7.粉体综合特性仪:PT-X型(休止角测量精度±0.1°,压缩度计算误差≤1%)

8.流化特性测试仪:FPA-01型(气体流量控制精度±0.1L/min,压降分辨率1Pa)

9.高温流变分析仪:HRT-1200型(温度范围RT-1200℃,控温精度±1℃)

10.静电测试系统:EST-3型(电荷测量范围±10μC/kg,湿度控制20-80%RH)

11.粉尘爆炸测试仪:KSEP-20L型(压力测量范围0-20bar,点火延迟时间0-1000ms可调)

12.微焦点CT系统:nanoVoxel-4000型(空间分辨率0.5μm,重建层厚0.1μm)

13.三维动态粒度仪:3DPIVSizer型(瞬时粒径捕捉速度1000帧/秒)

14.真空干燥流变仪:VDR-200型(真空度≤10Pa,湿度露点-70℃)

15.原位铺粉观测系统:PowderBedScanPro型(激光线宽5μm,位移分辨率0.1μm)

北京中科光析科学技术研究所【简称:中析研究所】

报告:可出具第三方检测报告(电子版/纸质版)。

检测周期:7~15工作日,可加急。

资质:旗下实验室可出具CMA/CNAS资质报告。

标准测试:严格按国标/行标/企标/国际标准检测。

非标测试:支持定制化试验方案。

售后:报告终身可查,工程师1v1服务。

D打印粉末流动性测试
油品检测

中析研究所油品实验室是一种专门用于检测各类油品质量和性质的实验室。该实验室配备了先进的仪器设备和科学的检测方法,可以对各种油品进行全面的检测分析,以确保其质量和安全性。油品实验室的主要检测项目包括燃料油、润滑油、机油、石油化工产品等,通过这些检测项目,可以准确地了解油品的成分、物理性质、化学性质等特性,为客户提供全面的检测报告和建议。油品实验室广泛应用于石油化工、交通运输、机械制造等行业,可以为这些行业提供质量控制、产品研发、材料选择和失效分析等服务,帮助客户解决实际问题,提高产品质量和竞争力。