工欲善其事，必先晓其艺。深入理解并科学管理金属粉末这一质量源头，是解锁SLM技术潜力、实现稳定高效生产的关键。上一期我们已经讲过了影响SLM金属打印成型质量的三个关键因素和具体的技术原理，在实际量产中应如何具体把控粉末指标，本文将围绕三个重要影响因素介绍对应的处理方法。

粉末粒径分布

理想的粉末粒径分布需要满足两个关键指标：首先，中值粒径（D50）应控制在合理范围内，这一区间能够兼顾流动性和熔融效果，例如钛合金D50通常控制在25-45μm范围内；其次，为确保粉末的均匀性，粒径分布跨度（Span，计算公式为(D90-D10)/D50）尽量控制在1.5以下，过大的跨度值会导致粉末堆积密度不均，进而影响成形质量。这两个指标的协同控制是保证SLM工艺稳定性和零件质量的基础。

在SLM工艺中，粉末粒径分布的控制主要通过以下三个关键环节实现：

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在制粉阶段，可以采用气雾化（GA）或等离子旋转电极（PREP）等先进工艺，通过精确调控雾化压力、转速等关键参数来优化粒径分布

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通过振动筛分或气流分级等后处理方法，可以有效去除超细（<15μm）和超大（>53μm）颗粒，确保粒径分布符合要求

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借助激光衍射仪等先进检测设备进行实时动态监测，确保粉末粒径始终处于可控范围内

这种全过程、多手段的控制策略能够有效保证粉末质量的稳定性和一致性。

球形度

在SLM工艺中，粉末的球形度指标需要达到0.9以上（1代表完美球形），同时严格控制卫星粉（附着在大颗粒表面的小颗粒）比例在5%以内，这样才能确保粉末具有良好的流动性和铺展性。

为确保粉末达到理想的球形度标准，需要采取多层次的综合控制措施。

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在制备阶段，可通过工艺优化进一步减少卫星球的产生。对于已存在的不规则粉末颗粒，可通过等离子球化处理进行二次整形，有效提升整体球形度

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质量控制环节，则需借助扫描电镜（SEM）和动态图像分析仪等精密检测设备，对粉末形貌进行定量化表征和评估，确保每批次粉末都符合球形度≥0.9且卫星粉占比＜5%的严苛标准

这套从制备到后处理再到检测的全流程控制体系，是保证SLM工艺稳定运行的关键保障。

氧含量

在SLM工艺中，严格控制氧含量是确保材料性能的关键指标。对于钛合金Ti6Al4V，氧含量需控制在≤0.13wt%以内，而航空级应用则要求更为严格。不锈钢和镍基合金对氧含量更为敏感，要求更为严格。这些严格的标准旨在避免氧化物对材料力学性能和成形质量的负面影响，确保最终零件满足工程应用要求。

为确保SLM工艺中粉末氧含量达标，需要实施全流程的氧含量管控体系。

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在制粉环节，采用高纯氩气或氮气作为保护气氛进行气雾化制备，从源头上控制氧含量

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在粉末储存阶段，可采用真空包装或充氩罐装等密封方式，同时严格控制打印舱内氧含量

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在粉末回收利用环节，一方面可通过精密筛分去除氧化严重的粉末，另一方面可采用新旧粉末混合策略，其中新粉比例高于70%较好，通过这种阶梯式管理方法，既能实现粉末的高效利用，又能确保成形件的质量稳定性

这种贯穿制粉、存储、使用全过程的氧含量控制方案，是保证SLM成形件性能达标的重要保障。

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