近年來，金屬3D打印技術(shù)發(fā)展迅速。然而，對于工業(yè)級3d打印領(lǐng)域，粉末耗材仍是制約該技術(shù)規(guī)模化應(yīng)用的重要因素之一。等離子旋轉(zhuǎn)霧化法是制備高純金屬粉體材料較為理想的方法之一。2017年11月，浙江亞通焊材有限公司等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化(PERP)生產(chǎn)線調(diào)試成功并投入了生產(chǎn)。該生產(chǎn)線不僅制粉效率高，而且制備的粉末品質(zhì)優(yōu)異，粉末的定制化能力強(qiáng)。

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化設(shè)備示意圖

等離子旋轉(zhuǎn)電極霧化設(shè)備示意圖

等離子旋轉(zhuǎn)電極制粉技術(shù)(Plasma Rotating Electrode Process，PREP)是一種通過大功率等離子槍，金屬或者合金棒料為自耗電極，電極棒料超高速旋轉(zhuǎn)，端部熔化成液膜，所受的離心力逐漸克服金屬熔化層的粘滯力，在離心力與表面張力的作用下得到粉體的高效粉末制備方法。PREP技術(shù)的最大優(yōu)勢在于粉末制備過程中不需要坩堝和陶瓷噴嘴，避免了粉末制備過程的二次污染。

亞通焊材公司PERP生產(chǎn)線的成功投產(chǎn)不僅為自身粉末生產(chǎn)能力添上了濃墨重彩的一筆，同時也為3d打印高品質(zhì)球形粉末國產(chǎn)化的制備貢獻(xiàn)了力量。目前，In718、CoCrMo、GH99等高性能高溫合金粉末制備均已取得了重大突破。

以In718為例，等離子旋轉(zhuǎn)霧化制粉特點(diǎn)：

(1)粉末粒度分布更集中

等離子旋轉(zhuǎn)霧化法制備合金粉末粒度分布

氣霧化制備的In718合金粉末粒度主要分布在10-150微米，而等離子旋轉(zhuǎn)霧化制備的粒度主要集中在53-150微米。

(2)粉末球形度更高、無空心粉、無衛(wèi)星球

氣霧化制備的In718粉末形貌

等離子旋轉(zhuǎn)霧化制備的In718粉末形貌

等離子旋轉(zhuǎn)霧化制備的In718合金粉末球形度遠(yuǎn)優(yōu)于氣霧化制備的In718合金粉末，且無衛(wèi)星球。

氣霧化制備的In718粉末截面

等離子旋轉(zhuǎn)霧化制備的In718粉末截面

一般情況下，粉末越粗，形成空心粉的概率越大，亞通焊材等離子旋轉(zhuǎn)霧化制備的100-150目的In718合金粉末亦無空心粉。

(3)粉末潔凈度高、氧含量低

等離子旋轉(zhuǎn)霧化制粉過程，由于無坩堝熔煉，無高速氣流破碎金屬液，因此，PREP制備的合金粉末潔凈度高，In718粉末的氧含量可以控制在100ppm以內(nèi)。

(4)等離子旋轉(zhuǎn)霧化制粉在3d打印增材制造上的優(yōu)勢

A)粉末實(shí)心，打印過程中不會存在空心球帶來的氣隙、卷入性和析出性氣孔、裂紋等缺陷;

B)粉末粒度分布窄，打印過程中少/無球化、團(tuán)聚現(xiàn)象，表面光潔度更高，且打印的一致性與均勻性可以得到充分保障;

C)粉末球形度高，流動性好，松裝密度高，打印得到的制品致密度更高;

D)粉末流動性好，鋪粉打印均勻性好，送粉打印順暢;

E)粉末氧含量低，表面活性小，潤濕性好，少/無球化現(xiàn)象，熔化效果好。

浙江亞通焊材有限公司隸屬浙江冶金研究院有限公司，位于杭州市西湖科技園，是一家專業(yè)從事金屬粉體研發(fā)、生產(chǎn)的國家高新技術(shù)企業(yè)。企業(yè)目前擁有釬焊材料與技術(shù)國家地方聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室、國家級博士后科研工作站、浙江省釬焊材料與技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和浙江省重點(diǎn)企業(yè)研究院。亞通團(tuán)隊豐富的理論知識和長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)確立了亞通在粉末制造行業(yè)的領(lǐng)先地位。浙江亞通焊材有限公司致力于3D打印用高品質(zhì)球形金屬粉末材料的研發(fā)和國產(chǎn)化，公司另配備多臺套真空熔煉爐、中頻熔煉爐、真空氣霧化成套設(shè)備、無坩堝氣霧化、離心霧化成套設(shè)備, 成功開發(fā)316L、304L不銹鋼，17-4PH， M2，D2， H13，30Cr3，18Ni300(MS1)， AlSi10Mg， AlSi12， IN718，CoCrMo, TC4等適用于激光/電子束選區(qū)熔化、凈近成形以及熔覆工藝的金屬粉末。