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3D打印粉末粒径分布测试

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3D打印粉末粒径分布测试

3D打印粉末粒径分布测试摘要:3D打印粉末粒径分布测试是增材制造质量控制的核心环节,聚焦金属基、陶瓷基及聚合物基粉末的粒度特性分析。关键检测对象包括粉末颗粒的粒径分布、形貌特征和物理特性。核心项目涵盖粒径中值(D50)、分布宽度(Span值)、球形度参数等,直接影响粉末流动性、铺粉均匀性和打印件致密度。通过激光衍射、动态图像分析等技术手段,量化评估粉末粒度均匀性与适用性,确保粉末满足SLS、SLM等打印工艺要求,优化材料性能与成型精度。

参考周期:常规试验7-15工作日,加急试验5个工作日。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试,望谅解(高校、研究所等性质的个人除外)。

检测项目

粒度分析:

  • 粒径分布:D10、D50、D90(参照ISO 13320)
  • 分布宽度:Span值≤0.5(参照ASTM B822)
  • 粒度均匀性:标准差σ<5μm(参照GB/T 19077)

形貌特征:

  • 球形度:球形度指数≥0.85(参照ASTM F1877)
  • 表面粗糙度:Ra值≤0.5μm(参照ISO 25178)
  • 颗粒形状:椭圆度偏差≤10%(参照GB/T 21649)

流动性测试:

  • 霍尔流速:流速≤25s/50g(参照ASTM B213)
  • 安息角:角度≤35°(参照ISO 4324)
  • 卡尔指数:流动性指数≥60(参照GB/T 31057)

密度测量:

  • 松装密度:密度≥2.5g/cm³(参照ISO 3923)
  • 振实密度:密度增量≥20%(参照GB/T 5162)
  • 表观密度:测量误差±0.01g/cm³(参照ASTM B527)

化学成分:

  • 元素含量:偏差值±0.05wt%(参照ISO 17294)
  • 杂质检测:氧含量≤0.1%(参照GB/T 14265)
  • 合金成分:元素配比误差±0.03wt%(参照ASTM E1019)

含水率测试:

  • 水分含量:含水率≤0.1%(参照ISO 15512)
  • 挥发分:损失量≤0.5%(参照GB/T 6284)

表面特性:

  • 比表面积:BET值≤10m²/g(参照ISO 9277)
  • 表面能:接触角≤90°(参照ASTM D7334)

颗粒强度:

  • 显微硬度:HV≥100(参照ISO 4516)
  • 抗压强度:强度≥50MPa(参照GB/T 1041)

静电特性:

  • 电荷密度:电荷量≤100μC/kg(参照IEC 61340)
  • 电阻率:阻值≥10⁹Ω·m(参照ASTM D257)

热性能:

  • 熔点范围:偏差±5°C(参照ISO 11357)
  • 热稳定性:分解温度≥300°C(参照GB/T 19466)

检测范围

1. 金属基粉末:涵盖不锈钢316L、钛合金Ti6Al4V及铝合金AlSi10Mg牌号,重点检测粒径分布均匀性与流动性,确保SLM工艺中的熔池稳定性。

2. 陶瓷基粉末:包括氧化铝Al₂O₃、氧化锆ZrO₂及碳化硅SiC材料,侧重形貌特征与表面粗糙度,优化SLS工艺的烧结密度。

3. 聚合物基粉末:涉及尼龙PA12、聚醚醚酮PEEK及聚乳酸PLA类型,关注含水率与热性能,保障FDM和SLS工艺的层间结合强度。

4. 复合材料粉末:如金属-陶瓷混合粉末(如TiB₂/Al),重点测试化学成分均匀性与颗粒强度,防止打印裂纹。

5. 纳米粉末:包括纳米钛粉、纳米碳粉等,检测比表面积与静电特性,避免团聚影响打印精度。

6. 生物医用粉末:如钛合金CP-Ti、聚合物PCL,侧重含水率与杂质含量,确保生物相容性。

7. 高温合金粉末:涵盖镍基Inconel 718、钴基Stellite,重点测试热性能与密度,优化EBM工艺的熔融效率。

8. 功能梯度粉末:如梯度金属-聚合物材料,检测粒度分布与流动性,控制打印梯度结构。

9. 回收粉末:包括再利用金属或聚合物粉末,关注杂质与形貌特征,确保重复使用安全性。

10. 特种合金粉末:如铜合金CuCrZr、镁合金AZ91,侧重化学成分与静电特性,防止氧化缺陷。

检测方法

国际标准:

  • ISO 13320:2020 激光衍射法粒度分析(采用湿法分散技术)
  • ASTM B822-20 粉末粒度分布测试(规定干法测量流程)
  • ISO 25178-2:2022 表面形貌检测(基于非接触光学法)
  • ASTM F1877-22 颗粒球形度测定(使用图像分析系统)

国家标准:

  • GB/T 19077-2016 粒度分布激光衍射法(等效ISO 13320,但增加干法分散选项)
  • GB/T 5162-2021 金属粉末振实密度测定(参照ISO 3953,但采用固定振动频率)
  • GB/T 6284-2017 粉末挥发分检测(类似ISO 15512,但使用高温烘箱法)

方法差异说明:国际标准如ISO 13320强调湿法分散以减少团聚误差,而GB/T 19077允许干法选项以适应不同设备;ASTM B822规定干法测量流程,GB/T 5162在振实密度测试中设定特定振动参数;ASTM F1877使用动态图像分析,GB等效标准可能扩展至静态方法。

检测设备

1. 激光粒度分析仪: Mastersizer 3000(测量范围0.01-3500μm,精度±1%)

2. 动态图像分析仪: CAMSIZER X2(检测颗粒大小0.5-3000μm,速度10000颗粒/秒)

3. 霍尔流速计: Hall Flowmeter FZ-102(流速范围5-200s/50g,误差±0.5s)

4. 密度测定仪: GeoPyc 1365(密度测量0.1-8g/cm³,分辨率0.001g/cm³)

5. 电子显微镜: Hitachi SU3500(放大倍数20-300000x,分辨率3nm)

6. 化学成分分析仪: Spectro MAXx(元素检测限0.001%,覆盖元素70种)

7. 水分测定仪: MB45(测量范围0.001-100%,精度±0.01%)

8. 比表面积分析仪: ASAP 2460(表面积测量0.01-1000m²/g,气体吸附法)

9. 显微硬度计: FM-700(载荷范围10-1000gf,精度±0.5HV)

10. 静电测试仪: Trek 156A(电荷测量范围0.01-200μC/kg,分辨率0.001μC)

11. 热分析仪: DSC 3500(温度范围-170-700°C,升温速率0.1-100°C/min)

12. 流动测试仪: Powder Flow Analyzer(安息角测量0-90°,误差±1°)

13. 电阻率计: KEITHLEY 6517B(电阻测量10⁶-10¹⁶Ω,精度±0.5%)

14. 压缩强度仪: Instron 3369(载荷范围0.5-50kN,应变率0.001-1000mm/min)

15. 粒度筛分机: Sieve Shaker AS200(筛网尺寸1-5000μm,振动频率50-60Hz)

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。

中析仪器 资质

中析3D打印粉末粒径分布测试 - 由于篇幅有限,仅展示部分项目,如需咨询详细检测项目,请咨询在线工程师

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