3D列印用金屬粉材的前沿製備技術——超聲振動霧化技術

金屬粉末

材料除了用於

金屬3D列印

還可以用於

金屬注射成形

、

熱噴塗

、

電子錶面貼裝

等領域，這些領域對於金屬粉末的粒度、純淨度、形貌的要求都在逐漸提高，這也促使金屬粉末的製備技術不斷朝著小粒徑、高純度、低氧含量、高效率等方向發展。目前主流的制粉技術有

氣霧化法

（

GA

），

等離子旋轉電極法

（

PREP

）和

等離子霧化法

（

PA

）等已經得到了廣泛的應用，但每種方法都有自身的缺陷。對此，科研和工程人員一邊不斷完善現有的制粉技術，一邊也在不斷開發新的技術，比如超聲霧化技術。

超聲振動霧化製備的金屬粉末形貌

一、超聲振動霧化技術簡介

超聲振動霧化

技術是瑞典最早開展的一項研究，後來被全世界的研究人員不斷髮展，起初，它主要透過超聲振動能量和氣流衝擊動能

使金屬液流破碎成為更細小的金屬液滴，然後在惰性氣體的保護下，冷卻成為金屬粉末，跟其他制粉技術相比，該方法的制粉效率有了明顯提升，但依然沒有擺脫惰性氣體環境。之後，業內又提出透過高頻超聲振動能量直接霧化金屬液流的設想，目前，該技術還在隨著超聲技術、超聲換能器製作技術等的發展不斷更新迭代，可製備的金屬粉末材料也由起初的低熔點金屬朝著不同熔點的金屬與合金擴大。

二、超聲振動霧化技術原理

超聲振動霧化技術透過功率源發生器將工頻交流電轉變為高頻電磁振盪，提供給超聲換能器，超聲

換能器藉助壓電晶體的伸縮效應將高頻電磁振盪轉化為微弱的機械振動，然後再將機械振動的質點位移或者將機械振動的速度放大，再傳給超聲工具頭，最終透過超聲的高速脈動氣流擊破金屬液流，將金屬液滴霧化成不同粒度的液滴。

超聲振動霧化過程

三、金屬超聲霧化器的結構

金屬超聲霧化器主要由熔煉爐、霧化罐、超聲霧化器、粉末收集罐、真空充氣系統、饋液系統、控制系統構成，其中，超聲振動系統安裝在霧化室裡，該系統由大功率壓電換能器、變幅杆、工具頭、陶瓷堆氣體冷卻罩組成，超聲波發生器訊號從霧化室外部引入，霧化室底部設定有粉末收集罐，透過改變流嘴孔徑和調節熔化爐與霧化室之間壓差控制霧化金屬流量。

金屬超聲霧化器核心模組

四、金屬超聲霧化器的技術關鍵

超聲霧化技術

的關鍵在於高效能超聲霧化器的結構設計、金屬熔體與超聲波相互作用的理論機制和實驗規律的獲取，關鍵部件材料的選擇。具體而言，主要研究內容包括建立功率超聲場（超聲頻率、功率、振幅）與金屬粉末特性（形貌、顆粒平均直徑、粒度分佈等）之間的關係，熔體性質、質量流量、圍壓、介質種類等因素對粉體特性的影響規律。

超聲波霧化制粉技術

是人類智慧不斷更新的一項創舉，不止重新整理了金屬材料製備方法，也振動了每一個高效能材料製造者的心靈，

作為一家專注高效能金屬粉末定製的科技型企業，

重慶增隆新材料

科技不斷跟蹤新材料和材料製備技術的新動態，以完善自己的研發和生產體系，創新和改良自己的裝置和工藝，成為一家值得信賴的高品質

金屬粉末製造者

。