在SLM工藝中，金屬粉末的特性直接影響鋪粉均勻性、熔池穩(wěn)定性及最終零件的力學性能，在之前的文章中已經(jīng)對粉末的五大特性做過簡要介紹，其中粉末粒徑分布、球形度和氧含量是決定打印成敗的三大核心因素。在實際生產(chǎn)過程中，這三大特性如何具體影響SLM工藝？本文將系統(tǒng)梳理關(guān)鍵要點。

粉末粒徑分布

粉末粒徑分布對SLM成形質(zhì)量具有決定性影響。

就流動性而言，過細的粉末（<15μm）容易發(fā)生團聚現(xiàn)象，導致鋪粉過程中出現(xiàn)結(jié)塊或空洞；而過大顆粒（>53μm）雖然流動性較好，但會限制最小層厚，影響薄壁結(jié)構(gòu)等精細特征的成形精度。

從熔融行為來看，小顆粒因其較大的比表面積能快速吸收激光能量，但容易產(chǎn)生飛濺并形成未完全熔化的球化缺陷；相反，大顆粒需要更高的能量輸入才能完全熔化，可能引發(fā)未熔合等孔隙缺陷。

在致密度方面，合理的粒徑分布（如20-45μm）能夠?qū)崿F(xiàn)更緊密的粉末堆積，有效降低孔隙率；而過寬的粒徑分布則會導致熔池穩(wěn)定性下降，進而影響成形件的致密性。

高球形度的粉末更利于鋪粉

球形度

粉末球形度對SLM工藝的影響主要體現(xiàn)在兩個方面。

在流動性方面，高球形度（>0.9）的粉末顆粒能夠?qū)崿F(xiàn)最佳的流動特性，確保鋪粉過程均勻穩(wěn)定；而不規(guī)則形狀的顆粒容易在鋪粉過程中發(fā)生卡粉現(xiàn)象，不僅會影響層間結(jié)合質(zhì)量，還可能對鋪粉刀造成機械損傷。

在熔融過程方面，球形顆粒因其光滑表面能夠保持穩(wěn)定的激光反射特性，有利于形成均勻可控的熔池形貌；而衛(wèi)星粉（小顆粒附著在大顆粒表面）的存在會導致激光能量吸收不均，進而引發(fā)熔池飛濺或氣孔等缺陷，嚴重影響成形件質(zhì)量。

細粒徑粉末堆積密度更大

氧含量

氧含量是影響SLM成形質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其作用機理主要體現(xiàn)在三個方面。

在力學性能方面，氧元素會與鈦、鋁等活性金屬發(fā)生反應(yīng)生成氧化物（如TiO?），這不僅會顯著增加材料的脆性，還會導致延伸率明顯下降。以鈦合金為例，當氧含量超過0.2wt%時，材料的疲勞性能就會出現(xiàn)急劇惡化。

在熔池穩(wěn)定性方面，氧化物夾雜物會阻礙熔池的充分融合，容易引發(fā)氣孔或裂紋等缺陷。

在粉末使用壽命方面，回收再利用會使氧含量增加，增量可達0.01-0.03wt%，因此必須嚴格控制粉末的循環(huán)使用次數(shù)和使用環(huán)境，以確保成形件的質(zhì)量穩(wěn)定性。

低氧含量有利于形成穩(wěn)定熔池