IPC分类号：
B22F10/14 | B33Y70/00 | B33Y70/10 | B22F1/12 | B22F10/64 | B22F10/62 | B22F3/10 | B22F1/052 | B33Y10/00 | B33Y40/20
当前申请(专利权)人：
广东金瓷三维技术有限公司 | 四川卓华增材制造有限责任公司 | 广东峰华卓立科技股份有限公司
原始申请(专利权)人：
广东金瓷三维技术有限公司 | 四川卓华增材制造有限责任公司 | 广东峰华卓立科技股份有限公司
当前申请(专利权)人地址：
528216 广东省佛山市南海区丹灶镇丹灶物流中心利众路8号C2栋-3 (广东,佛山,南海区)
工商统一社会信用代码：
91440600572354410L|91440605MA55HD7DXM|91510113MA6AM1K07N
工商登记状态：
存续（在营、开业、在册）|存续（在营、开业、在册）|存续（在营、开业、在册）
工商注册地址：
佛山市南海区丹灶镇丹灶物流中心利众路8号C2-2（住所申报）|佛山市南海区丹灶镇丹灶物流中心利众路8号C2栋-3（住所申报）|四川省成都市青白江区天星大道939号
工商成立日期：
2011-03-24|2020-11-06|2019-11-20
工商企业类型：
股份有限公司|有限责任公司|有限责任公司
发明人：
梁旭浩 | 孟晓燕 | 邓欣 | 刘金洋 | 屈志 | 金枫 | 闫国栋
摘要：
本发明公开了一种用于3D打印的混合粉体及3D打印方法，所述用于3D打印的混合粉体包括粗粉体和细粉体，所述粗粉体的粒径为15μm～43μm，所述细粉体的粒径为5μm～7μm，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为8∶1～11∶1，所述所述粗粉体选自金属粉体中至少一种，所述粗粉体为球形粉体。本发明利用细粉体对粗粉体颗粒之间的孔隙部分进行填充，减少粉末层表面的粗糙度，有效提高了3D打印粉体的铺粉质量，因此具有更好的粉体稳定性；所述混合粉体在粉末床上具有很高的堆积密度，从而获取更高的打印生坯密度，显著提升打印件的最终烧结致密度和力学性能。
技术问题语段：
"在3D打印过程中，铺粉质量对最终目标零件的密度和性能有影响，而粗粒径的球形粉体流动性好但容易形成较大的孔隙空间，细粒径的球形粉体流动性较差但有利于提高粉末的烧结性能和最终致密度，但细粉体容易出现团聚现象，导致粉床中的粉体松装密度降低，进而影响烧结件致密度和力学性能。同时，粉末床上的粉体与粘结剂有相互接触的过程，如果粉末床铺粉质量低，粉末层表面孔隙较多，容易出现粉体颗粒重排现象，从而使得粉体颗粒之间产生更多无序且不规则分布的孔隙空间，导致产生严重的打印缺陷。"
技术功效语段：
"本发明提供了一种用于3D打印的混合粉体，通过将粗粉体和细粉体按一定体积比混合，形成混合粉体，可以提高铺粉质量，减少粉末层表面的孔隙和粗糙度，从而提高3D打印粉体的铺粉质量，进而提高粉体的堆积密度，进而提高3D打印的效率和质量。同时，本发明还提供了一种3D打印方法，包括预混料的制备、铺粉、粘结剂喷射打印、热固化、脱脂、烧结等步骤，可以实现3D打印的高质量和高效率。"
权利要求：
1.一种用于3D打印的混合粉体，其特征在于：包括粗粉体和细粉体，所述粗粉体的粒径为15μm～43μm，所述细粉体的粒径为5μm～7μm，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为8∶1～11∶1，所述粗粉体选自金属粉体中至少一种，所述粗粉体为球形粉体，所述细粉体选自陶瓷粉体中至少一种；所述金属粉体为Fe基、Al基、Mg基、Cu基、Ti基、Ni基粉体，所述陶瓷粉体为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的用于3D打印的混合粉体，其特征在于：所述粗粉体与所述细粉体的体积比为9∶1～10∶1。
3.根据权利要求2所述的用于3D打印的混合粉体，其特征在于：所述Fe基粉体为022Cr17Ni12Mo2、06Cr19Ni10不锈钢粉体；所述氧化物陶瓷为氧化铝或氧化锆陶瓷。
4.一种3D打印方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、按照权利要求1～3任一项所述的用于3D打印的混合粉体提供原料，混合均匀，得到预混料；S2、将步骤S1所述预混料进行铺粉、粘结剂喷射打印、热固化、脱脂、烧结，得到3D打印-烧结件。
5.根据权利要求4所述的3D打印方法，其特征在于：所述步骤S1中混合工艺包括：将所述粗粉体和细粉体置于球磨机中，转速200rpm～240rpm，混合时间为1h～3h；所述混合条件为室温干燥混合或者在有机溶剂或去离子水中湿混。
6.根据权利要求4所述的3D打印方法，其特征在于：所述铺粉工艺包括：落料强度60％～80％，刮刀速度60mm/min～80mm/min；所述打印工艺包括：铺粉层厚20μm～200μm，粘结剂饱和度50％～90％，粉末床温度为室温～180℃。
7.根据权利要求6所述的3D打印方法，其特征在于：所述固化工艺包括：固化温度为150℃～200℃，固化时间为1h～48h。
8.根据权利要求7所述的3D打印方法，其特征在于：所述脱脂工艺包括：升温速率为2℃/min～5℃/min，脱脂温度为300～600℃，保温时间为10min～120min，脱脂过程中注入保护气体。
9.根据权利要求8所述的3D打印方法，其特征在于：所述烧结工艺包括：升温速率为2℃/min～8℃/min，烧结温度为所述粗粉体材料熔点以下50～250℃，保温时间为10min～180min，烧结过程在保护性气体或者真空中进行。
技术领域：
[0001]本发明涉及金属3D打印技术领域，尤其涉及一种用于3D打印的混合粉体及3D打印方法。
背景技术：
[0002]粘结剂喷射打印技术，又称为3DP技术(Three dimensional printing)，是在20世纪90年代早期由麻省理工学院开发的一种增材制造技术。3DP技术是在粉床上根据三维模型的切片轮廓选择性喷射粘结剂，使粘结剂逐层渗入粉体中形成生坯零件，再经固化、除粉、脱脂、烧结后制备最终目标零件。3D打印机配套的模型处理软件将给定的三维模型文件切片为根据设定层厚值而对应的二维轮廓文件，用作打印机的指令输入。3D打印过程中铺粉料斗在粉床上铺一层薄薄的粉末，粘结剂喷头根据二维轮廓文件指令信息在粉床对应的位置进行粘结剂喷射，之后再通过干燥灯实现该区域的粘结剂预固化，从而构建第一层的打印实体。当第一层打印工作完成后，打印机系统根据层厚设定值控制粉床底板下降，铺粉料斗在粉末床上铺上一层新的粉末，重复先前相同的粘结剂喷射以及预固化工作，直到生坯零件打印工作完成为止。
[0003]在3DP铺粉过程中，粉体形状和粒径是铺粉质量主要的影响因素。目前粗粒径(大于10μm)的球形粉体为理想的3DP铺粉原材料。当使用粗粒径(大于10μm)的球形粉体铺粉时，由于粉末流动性好，铺粉效果较好，但粗颗粒之间也容易形成较大的孔隙空间，影响烧结性能，导致最终烧结件密度显著降低。采用较细粒径的球形粉体(小于10μm)，有利于提高粉末的烧结性能和最终致密度，但细粒粉体的流动性较差，铺粉效果较差；同时细粉体在室温环境下容易出现团聚现象，细粉体颗粒堆积而形成较大的不规则形貌颗粒，容易在铺粉过程中形成较大的孔隙，从而影响粉床中的粉体松装密度，进而影响烧结件致密度和力学性能。同时，在3D打印进行时，粉末床上的粉体与粘结剂有一个相互接触的的过程，如果粉末床铺粉质量低，粉末层表面孔隙较多，容易出现粉体颗粒重排现象，从而使得粉体颗粒之间产生更多无序且不规则分布的孔隙空间，导致产生严重的打印缺陷。
发明内容：
[0004]本发明提供了一种用于3D打印的混合粉体，既能保证粉末的流动性，又可以提高粉体的松装密度，减少粉体层表面的孔隙和粗糙度，从而有效提高3D打印粉体的铺粉质量。
[0005]具体采用的技术方案如下：
[0006]一种用于3D打印的混合粉体，包括粗粉体和细粉体，所述粗粉体的粒径为15μm～43μm，所述细粉体的粒径为5μm～7μm，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为8:1～11:1，所述粗粉体选自金属粉体中至少一种，所述粗粉体为球形粉体，所述细粉体选自金属或陶瓷粉体中至少一种。
[0007]粗粉体(粒径为15μm～43μm)和细粉体(粒径为5μm～7μm)按一定体积比混合，形成混合粉体，细粉体颗粒可以对粗粉体颗粒之间的孔隙部分进行填充，提供松装密度；同时细粉体颗粒容易附着在粗粉体表面，利用粗粉体较好的流动性间接带动细粉体的流动，在粉末床上得到很好的流动扩散，从而改善细粉体的铺粉效果减少粉末层表面的孔隙和粗糙度，以提高3D打印粉体的铺粉质量，进而进一步提高粉体的堆积密度，获取更高的打印生坯密度。
[0008]优选的，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为9:1～10:1；进一步优选的，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为9:1。
[0009]所述粗粉体的粒径、所述细粉体的粒径，以及所述粗粉体与所述细粉体的体积比，是影响铺粉质量和粉体堆积密度的重要因素。
[0010]在本发明所述的粗粉体和细粉体的条件下，所述粗粉体与所述细粉体的体积比超过11，粉末表层的粗糙度以及粉末层表面的孔隙增大，铺粉质量降低，同时粉体的堆积密度降低，导致最终烧结致密度明显降低；所述粗粉体与所述细粉体的体积比低于8，导致细粉体不能有效附着在粗粉体表面，细粉体的流动性差并且容易出现团聚，严重影响铺粉质量，不能起到对粗粉体颗粒之间间隙填充的作用。
[0011]所述细粉体为球形或类球形粉体，也可以是非球形粉体，优选的，所述细粉体为球形或类球形粉体。
[0012]优选的，所述金属粉体包括Fe基、Al基、Mg基、Cu基、Ti基、Ni基粉体，所述陶瓷粉体包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷粉体。
[0013]更优选的，所述Fe基粉体包括但不限于022Cr17Ni12Mo2、06Cr19Ni10等不锈钢粉体；所述氧化物陶瓷为氧化铝或氧化锆陶瓷。
[0014]本发明还提供了一种3D打印方法，包括以下步骤：
[0015]S1、根据本申请所述的用于3D打印的混合粉体提供原料，混合均匀，得到预混料；
[0016]S2、将步骤S1所述预混料进行铺粉、粘结剂喷射打印、热固化、脱脂、烧结，得到3D打印-烧结件。
[0017]优选的，所述铺粉工艺为：落料强度60％～80％，刮刀速度60mm/min～80mm/min；所述打印工艺为：铺粉层厚20μm～200μm，粘结剂饱和度50％～90％，粉末床温度为室温～180℃。
[0018]具体地，所述落料强度可为60％、70％、80％；所述刮刀速度可为60mm/min、70mm/min、80mm/min；具体地，所述铺粉层厚可为20μm～70μm，70μm～120μm，120μm～200μm；具体地，所述粘结剂饱和度可为50％、60％、70％、80％、90％；具体地，粉末床温度可为室温、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃、150℃、160℃、170℃、180℃。
[0019]优选的，所述固化工艺为：固化温度为150℃～200℃，固化时间为1h～48h。具体地，所述固化温度可为150℃、160℃、170℃、180℃、190℃、200℃；所述固化时间进一步优选为3h～36h，所述固化时间更进一步优选为8h～10h。
[0020]优选的，所述脱脂工艺为：升温速率为2℃/min～5℃/min，脱脂温度为300～600℃，保温时间为10min～120min，脱脂过程中注入保护气体。更进一步优选的，所述脱脂温度为400～600℃，保温时间为60min～120min。
[0021]优选的，所述烧结工艺为：升温速率为2℃/min～8℃/min，烧结温度为所使用粗粉体材料熔点以下50℃～250℃，保温时间为10min～180min，烧结过程在保护性气体或者真空中进行；所述金属熔点包括金属合金熔点。
[0022]所述保护气体为氩气、氢气或者氮气，压强为0.1MPa～40.2MPa，流量为0.5L/min～1L/min。
[0023]本发明的有益效果：
[0024]粗粉体和细粉体按一定比例混合，形成混合粉体，利用细粉体对粗粉体颗粒之间的孔隙部分进行填充，减少粉末层表面的孔隙和粗糙度，有效提高了3D打印粉体的铺粉质量，进而提高粉体的堆积密度，获取更高的打印生坯密度；同时，由于细粉体颗粒容易附着在粗粉体颗粒表面，依靠粗粉体颗粒较好的流动性间接带动细粉体颗粒的流动，在粉末床上得到很好的流动扩散，从而改善细粉体的铺粉效果。
[0025]本发明所述的粗粉体(粒径为15μm～43μm)和细粉体(粒径为5μm～7μm)按体积比为8～11:1混合，在粗粉体和细粉体的相互作用下，经过优化的3D打印工艺，制备的3D打印-烧结件最终致密度达到98％，维氏硬度(kg/mm2)达到212。
具体实施方式：
[0026]本发明提供一种用于3D打印的混合粉末，包括粗粉体和细粉体，所述粗粉体的粒径为15μm～43μm，所述细粉体的粒径为5μm～7μm，所述粗粉体与所述细粉体的体积比为8:1～11:1。所述粗粉体选自金属粉体中至少一种，所述细粉体选自金属或陶瓷粉体中至少一种，所述粗粉体为球形粉体，所述细粉体为球形或类球形粉体，也可以是非球形粉体。
[0027]所述金属粉体包括Fe基、Al基、Mg基、Cu基、Ti基、Ni基粉体，其中Fe基粉体包括但不限于022Cr17Ni12Mo2、06Cr19Ni10等不锈钢粉体；所述陶瓷粉体包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷粉体。
[0028]本发明还提供一种3D打印方法，包括：
[0029]A)提供材料；所述材料包括粗粉体和细粉体；
[0030]在本发明中，所述步骤A)所述粗粉体的粒径为15μm～43μm，所述细粉体的粒径为5μm～7μm，所述粗粉体选自金属粉体中至少一种，所述细粉体选自金属或陶瓷粉体中至少一种，所述粗粉体为球形粉体，所述细粉体为球形或类球形粉体，也可以是非球形粉体；本发明对于上述金属(包括金属合金)、陶瓷材料的来源和具体制造工艺不进行限定，可以为市售或本领域技术人员熟知的方法制备。
[0031]在本发明中，所述步骤A)所述材料包括但不限于Fe基、Al基、Cu基、Ni基、Mg基、Ti基、陶瓷粉体，在Fe基粉体中包括各类不锈钢粉体，其中具体有022Cr17Ni12Mo2(又称316L不锈钢)或06Cr19Ni10(又称304不锈钢)。所述022Cr17Ni12Mo2合金中的Fe的质量含量为67％～70％，Cr的质量含量为19％～20％，Ni的质量含量为11％～13％，Mo的质量含量为2％～3％。所述陶瓷粉体包含氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷、硼化物陶瓷等；所述氧化物陶瓷为氧化铝或氧化锆陶瓷。
[0032]B)级配粉体制备；
[0033]在本发明中，所述步骤B)所述的级配粉体制备为将细粉(5～7μm)以及粗粉(15～43μm)两种不同粒径的金属、陶瓷球形粉体按照粗、细粉体体积比8:1至11:1的比例进行混合处理，混粉速度为200-240rpm；混粉时间为1～3h，混粉在室温环境下进行。
[0034]C)打印件制备；
[0035]在本发明中，所述步骤C)所述的打印件制备为将混合处理后的级配粉体进行粘结剂喷射打印，完成后再将打印件进行热固化处理。其中，打印时的铺粉层厚20～200μm，粘结剂饱和度50～90％，粉末床温度为室温～180℃；热固化时的固化温度为150～200℃，固化时间为1～48h。所述粘结剂可以为聚合物溶液粘结剂，优选的，所述粘结剂为水溶性聚合物粘结剂，包括聚乙烯醇、聚乙烯胺、淀粉等水溶性粘结剂。
[0036]D)打印件脱脂；
[0037]在本发明中，所述步骤D)所述的打印件脱脂为将热固化后的打印件进行脱脂处理，脱脂过程中升温速率范围为2℃/min～5℃/min，脱脂温度为300～600℃，保温时间为10～120min，脱脂在保护气体中进行。
[0038]E)脱脂件烧结；
[0039]在本发明中，所述步骤E)所述的脱脂件烧结为将脱脂处理后的打印件进行固相烧结处理，烧结过程中升温速率范围为2℃/min～8℃/min，烧结温度为所使用粗粉体材料熔点以下50℃～250℃，保温时间为10～180min，烧结在保护气体或真空中进行。所述金属熔点包括金属合金熔点。
[0040]F)3D打印-烧结件性能表征；
[0041]在本发明中，所述步骤F)所述的3D打印-烧结件性能表征为将烧结件进行致密度测试、硬度测试，在硬度测试中使用维氏硬度法。所使用的混合粉体在进行3D打印之前进行松装密度的测试。具体测试方法如下：
[0042]松装密度测试方法：将混合粉体置于干燥烘箱干燥2h，使用霍尔流速计，根据国标GB 1479-84标准进行测试。
[0043]致密度方法：使用阿基米德排水法进行烧结件的致密度测量，致密度测试中需要对烧结件进行水浴处理，水浴温度为80～100℃，水浴时间为0.5～2.5h。
[0044]维氏硬度测试方法：使用切割机对样件进行切割，然后使用金相磨抛机将切割剖面进行抛光处理，对抛光面擦拭后置于维氏硬度计上，并采用国标GB/T 4340.1-2009标准进行测试。
[0045]根据烧结件的性能表征情况选取用于3D打印的混合粉体的配方设计。
[0046]为了进一步说明本发明，以下结合实施例与对比例对本发明进行详细描述。
[0047]实施例1
[0048]将5～7μm 316L不锈钢球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为9：1，得到对应9：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0049]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0050]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0051]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0052]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0053]实施例2
[0054]将5～7μm 316L不锈钢球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为10：1，得到对应10：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0055]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0056]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0057]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0058]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0059]实施例3
[0060]将5～7μm 316L不锈钢球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为11：1，得到对应11：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0061]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0062]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0063]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0064]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0065]对比例1
[0066]将5～7μm 316L不锈钢球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为8：1，得到对应8：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0067]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0068]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0069]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0070]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0071]对比例2
[0072]将5～7μm 316L不锈钢球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为12：1，得到对应12：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0073]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0074]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0075]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0076]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0077]对比例3
[0078]a)将粒径15～43μm 316L不锈钢球形粉体(粗粉)进行3D打印，打印
[0079]过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0080]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0081]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0082]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0083]实施例4
[0084]将5～7μmAlSi10Mg合金球形粉体、15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为9：1，得到对应9：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0085]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0086]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0087]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0088]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0089]实施例5
[0090]将5～7μmAlSi10Mg合金球形粉体、15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为10：1，得到对应10：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0091]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0092]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0093]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0094]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0095]实施例6
[0096]将5～7μmAlSi10Mg合金球形粉体、15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为11：1，得到对应11：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0097]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0098]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0099]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0100]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0101]对比例4
[0102]将5～7μmAlSi10Mg合金球形粉体、15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为8：1，得到对应8：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0103]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0104]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度
[0105]400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0106]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0107]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0108]对比例5
[0109]将5～7μmAlSi10Mg合金球形粉体、15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为12：1，得到对应12：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0110]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0111]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0112]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0113]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0114]对比例6
[0115]a)将粒径15～43μmAlSi10Mg合金球形粉体(粗粉)进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0116]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度400℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0117]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度520℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0118]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0119]实施例7
[0120]将5～7μm Ti6Al4V合金球形粉体、15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为9：1，得到对应9：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0121]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0122]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0123]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0124]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0125]实施例8
[0126]将5～7μm Ti6Al4V合金球形粉体、15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为10：1，得到对应10：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0127]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0128]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0129]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0130]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0131]实施例9
[0132]将5～7μm Ti6Al4V合金球形粉体、15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为11：1，得到对应11：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0133]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0134]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0135]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0136]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0137]对比例7
[0138]将5～7μm Ti6Al4V合金球形粉体、15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为8：1，得到对应8：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0139]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0140]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0141]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0142]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0143]对比例8
[0144]将5～7μm Ti6Al4V合金球形粉体、15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，混粉在室温条件下干燥混合，两者体积比为12：1，得到对应12：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0145]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0146]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0147]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0148]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0149]对比例9
[0150]a)将粒径15～43μm Ti6Al4V合金球形粉体(粗粉)进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0151]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0152]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1500℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0153]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0154]实施例10
[0155]将5～7μmAl2O3球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，加入1ml无水乙醇进行湿混合，两者体积比为9：1，得到对应9：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0156]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0157]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0158]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0159]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0160]实施例11
[0161]将5～7μmAl2O3球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，加入1ml无水乙醇进行湿混合，两者体积比为10：1，得到对应10：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0162]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0163]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0164]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0165]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0166]实施例12
[0167]将5～7μmAl2O3球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，加入1ml无水乙醇进行湿混合，两者体积比为11：1，得到对应11：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0168]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0169]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0170]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0171]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0172]对比例10
[0173]将5～7μmAl2O3球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，加入1ml无水乙醇进行湿混合，两者体积比为8：1，得到对应8：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0174]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0175]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0176]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0177]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0178]对比例11
[0179]将5～7μmAl2O3球形粉体、15～43μm 316L不锈钢球形粉体进行混料处理，混粉转速为240rpm，混粉时间为1.5h，加入1ml无水乙醇进行湿混合，两者体积比为12：1，得到对应12：1比例的级配球形或类球形粉体。
[0180]a)将级配粉体进行3D打印，打印过程中落料强度80％，刮刀速度80mm/min，铺粉层厚70μm，粘结剂饱和度70％，粉末床温度为50℃。打印后将生坯打印件进行热固化处理，固化温度200℃，固化时间10h，得到打印件。
[0181]b)将打印件进行脱脂处理，脱脂过程中注入4MPa氩气，脱脂最高温度600℃，保温时间60min，得到打印-脱脂件。
[0182]c)将打印-脱脂件进行烧结处理，烧结过程中注入2.5MPa氩气，烧结最高温度1370℃，保温时间30min，得到打印-烧结件。
[0183]d)将打印-烧结件进行性能表征。
[0184]实施例13
[0185]对本发明实施例1～12以及对比例1～11中的相关数据进行比较(实施例1～12以及对比例1～11中所涉及的铺粉、打印、固化、脱脂、烧结工艺参数均参考具体实施方式)，见表1至表4。
[0186]表1本发明实施例1～3与对比例1～3中的实验相关数据及其对比数据
[0187]
[0188]表2本发明实施例4～6与对比例4～6中的实验相关数据及其对比数据
[0189]
[0190]表3本发明实施例7～9与对比例7～9中的实验相关数据及其对比数据
[0191]
[0192]表4本发明实施例10～12与对比例10～11中的实验相关数据及其对比数据
[0193]
[0194]实施例中各实验结果表明，在以粒径分别为5～7μm的细颗粒金属、合金、陶瓷球形粉体和15～43μm的粗颗粒合金球形粉体为原材料的情况下，以粗粉体与细粉体积比为9：1的级配粉体铺粉效果最好，其烧结致密性较好，所对应的烧结成形件的硬度性能最好；当粗粉体与细粉体体积比小于9时，烧结致密性和硬度都会降低；当粗粉体与细粉体体积比大于12时，烧结致密性和硬度都会明显降低。
[0195]上述案例为本发明优选实施方式，任何本领域的技术人员在本公开发明的权利要求内进行改进和变化，都视为本发明的保护范围之内