采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法及打印设备技术

本发明专利技术涉及金属泡沫（又称泡沫金属、金属海绵、多孔金属）的制备技术领域，尤其涉及一种采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法及3D打印设备。所述方法包括步骤：S1，均匀混合金属粉末、粘合剂和填充剂，得到适合3D打印的原料；S2，绘制产品的三维立体结构图，得到轮廓数据，并进行填充处理，生成扫描路径；S3，开启3D打印设备进行加工，得到设计的产品。原料中包括金属粉末和粘合剂，在铺设烧结过程中粘结剂发生气化、升华、固溶或分解，通过金属粉末的颗粒大小、粘合剂的种类及用量、粘合剂‑金属的相互作用得到不同平均孔隙尺寸的多孔金属泡沫。能够制备任意形状和尺寸的金属泡沫，加工方法简单、成本低、孔隙尺寸和孔隙率可控（可达到纳米级别）优势，广泛适用于各种金属及合金材料。

Method and printing equipment for preparing porous metal foam by 3D printing method

The invention relates to the preparation technology of metal foam (also called foam metal, metal sponge and porous metal), in particular to a method for preparing porous metal foam by 3D printing method and 3D printing equipment. The method comprises the steps of: S1, mixed metal powder, adhesive and filler, are suitable for 3D printing materials; S2, three-dimensional structure drawing products, get the contour data and filling, generation of scanning path; S3, open the 3D printing equipment for machining, design products. The raw materials include metal powder and binder, binder in sintering process in the laying of gasification, sublimation, dissolution or decomposition, obtained porous metal foam with different average pore size by the interaction of metal powder particle size, binder type and amount of adhesive, metal. The metal foam with arbitrary shape and size can be prepared with the advantages of simple processing, low cost, controllable pore size and porosity (up to nanometer level) and widely used in various metals and alloy materials.

【技术实现步骤摘要】
采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法及打印设备
本专利技术涉及金属泡沫(又称泡沫金属、金属海绵、多孔金属)的制备
，尤其涉及一种采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法及3D打印设备。
技术介绍
金属泡沫(又称泡沫金属、金属海绵、多孔金属)是指含有泡沫气孔的特种金属材料，是一种内部结构含有许多孔隙的新型功能材料，呈骨架结构或蜂窝状结构。其特性和用途与材料的高孔隙密切相关，多种金属或合金可制成金属泡沫。金属泡沫拥有密度小、孔隙率高、比表面积大、隔热性能好、隔音性能好以及能够吸收电磁波等一系列良好优点，常用于电子、通讯、冶金、机械、建筑、交通、航空航天、石油化工等领域。根据金属泡沫的特性，其具有多种特殊用途，如轻质结构材料，用于航空航天；用于做电极材料，可以提高电池容量；用于做催化剂，更易于高度分散；用于做消音材料，可以在使声音在材料内部发生散射、干涉，从而被气吸收；作为过滤材料，可以把金属泡沫制备成合适的形状后即可做过滤用。金属泡沫的制备工艺不仅决定了金属泡沫材料的性能，也决定了它的潜在用途，传统制备方法主要有熔融金属发泡法、铸造法、烧结法、金属沉积法、溅射法等。一般来说，发泡法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，均匀混合金属粉末和粘合剂，得到适合3D打印的原料粉末或膏体；S2，绘制产品的三维立体结构图，得到轮廓数据，并进行填充处理，生成扫描路径；S3，开启3D打印设备进行加工，得到设计的三维立体结构产品；其中，在步骤S3中，采用一次成型加工，铺设所需原料，加工热源根据整体扫描路径对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体结构的产品；或者采用逐点加工方式，铺设原料，加工热源根据扫描路径逐点对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体结构的产品；又或者采用逐线加工方式，铺设原料，加工热源根据扫描路径逐线对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体...

【技术特征摘要】
1.一种采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，均匀混合金属粉末和粘合剂，得到适合3D打印的原料粉末或膏体；S2，绘制产品的三维立体结构图，得到轮廓数据，并进行填充处理，生成扫描路径；S3，开启3D打印设备进行加工，得到设计的三维立体结构产品；其中，在步骤S3中，采用一次成型加工，铺设所需原料，加工热源根据整体扫描路径对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体结构的产品；或者采用逐点加工方式，铺设原料，加工热源根据扫描路径逐点对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体结构的产品；又或者采用逐线加工方式，铺设原料，加工热源根据扫描路径逐线对原料进行烧结加工，得到设计的三维立体结构的产品；又或者采用逐层加工方式，首先铺设一层均匀厚度的原料，加工热源根据分层扫描路径对原料进行烧结，得到单层多孔金属泡沫，重复进行铺设烧结步骤，最后得到设计的三维立体结构的产品。2.根据权利要求1所述采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括步骤SO.1：选择金属粉末颗粒尺寸的步骤，金属粉末颗粒半径R通过以下关系式计算得出，Y＝ARn+B，其中A、B、n为常数，Y为金属泡沫的孔隙率。3.根据权利要求1所述采用3D打印方式制备多孔金属泡沫的方法，其特征在于，在步骤S1之前，还包括步骤SO.2：计算粘合剂与金属粉末质量比例X的步骤，粘合剂与金属粉末质量比例X通过以下关系式计算得出，D＝aXm+b，其中a、b、m为常数，D为金属泡沫的孔隙直径。4.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周云申，秦国双，
申请(专利权)人：江苏微纳激光应用技术研究院有限公司，英诺激光科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32