【3D打印】美国Ames Laboratory研发超光滑3D打印金属粉末

艾姆斯实验室（Ames Laboratory）隶属于美国能源部，该实验室正在努力地制造出完美的金属粉末。由他们最先进的气体雾化方法生产出的金属粉末是由一颗颗十分光滑的球形颗粒组成的，这种形状的颗粒是一种理想的制造选择。

他们进行了一个简单的沙漏测试，揭示了这种粉末的优势当翻转一个定制的沙漏时，艾姆斯金属粉末能快速流畅地通过，而传统的金属粉末却停滞在沙漏颈部，晃动之后才能再次往下漏。

“传统的金属粉末颗粒大小不一、边缘粗糙，”艾姆斯实验室的冶金学家Emma White评论说，“当把它们放在一起时，它们不会自然流动，因此在制造过程中需要一个脉冲机制或一个搅拌器，而这提高了生产线成本。”

该方法的关键在于细节。气体雾化依靠高压气流将熔融金属分解成微小颗粒，从而产生粉末。金属先在实验室的感应炉里熔化，然后进入一个雾化喷嘴。从氩气到氦气的几种气体射流以一种紧凑的模式对准熔融金属，迫使液化金属直接与气流强大的动能耦合。这一过程创造出一个受控的液滴喷射，随后液滴冷却并快速固化。

这样就产生了大小一致的光滑球形粉末颗粒。这些粉末甚至可以根据不同的行业需求和研究需要而定制。

艾姆斯实验室已经用气体雾化法生产出了铁、铝镍、铜、锡、镁等种类的粉末。钛粉末仍是他们最关键的成就之一，要知道钛是3D打印中最抢手的金属之一。

“钛工业对粉末冶金和最终形状固化方法极其感兴趣，”White说，“粉末冶金能制造出与最终形状相差无几的零件，并且能最大化减少废钛，这有效地控制了成本。”

展望未来，艾姆斯实验室希望进一步扩大其粉末生产能力，并将自己定位为增材制造公司的定制金属粉末供应商。他们的最终目标是能在一次生产运行中生产200磅粉末，这将为其研究和行业合作伙伴提供足够的金属粉末。同时，他们仍将继续微调气体雾化工艺。

“我的使命是用令人难以相信的合金制造出不可能的形状，”艾姆斯实验室的冶金学家Iver Anderson说，“我会尽全力实现它。”