质控：金属3D打印粉末水分含量影响因素

2020年9月，南极熊参观拜访了国内金属3D打印粉末材料厂商江苏威拉里。发现这家徐矿集团旗下的公司，在金属粉末质量检测、控制方面要求严格，并且产品受到客户青睐，今年销售量得到大幅增长。

△内部工厂参观

△大量3D打印金属粉末等待出货

下文是江苏威拉里工程师 魏放 ，做的一番深度总结：金属3D打印粉末水分含量影响因素。

作者：魏放（江苏威拉里）

流动性是3D打印用金属粉末重要指标之一，影响粉末流动性的因素主要有粉末形貌、粒径分布、水分含量，而水分含量主要受外部环境影响，因此了解粉末在不同环境状态下的水分含量变化，对粉末的运输、存储具有重要指导意义。

1、粉末粒径分布对水分含量影响

在相同环境下，测试不同粒度（14-34μm、15-45μm、15-53μm、20-60μm）的粉末水份含量，如图1所示。由图可知，随着粉末粒度的增加，粉末中水份含量不断增加。这是因为粒度越小，比表面积越大。此外，粒度越小，粉体间越容易相互吸附，聚集成团，粘结性越大，粉末容易形成紧密堆积，吸附的水量越大。

△不同粒度粒径水份含量

2、接触空气时间对水分含量的影响

为了研究粉末拆开包装后，接触空气时间对水分含量的影响。将拆开后的粉末放置于大气环境中，测量不同时间下粉末的水含量，分别为1h、4h、8h、12h、24h、48h。从图2中可以看出，随着粉末接触空气时间的延长，粉末水份含量不断增加，当时间超过4h后，粉末已经充分接触水分，因此水份含量无明显变化。通过流动性测试发现，粉末接触空气1h后，流动性较好；接触空气时间8h后，需轻敲一下；粉末接触空气12h后，粉末出现断流现象。综上所述，粉末开封后接触空气时间不能超过12h。

△粉末接触空气时间对水分含量

3、空气湿度对水分含量的影响

把粉末放置于不同湿度环境下，测量粉末水份含量，湿度分别为30%、40%、50%、60%、70%。图3为不同湿度环境下粉末水份含量。由图可知，随着环境湿度的增加，粉末含水量不断增加，当环境湿度超过50%时，粉末中水份含量无明显变化。通过流动性检测可知，当环境湿度低于50%时，粉末流动性较好；当环境湿度超过50%时，粉末出现断流现象。由此可知，粉末储存环境湿度不能超过50%。

△不同空气湿度对水分含量

综上所述，为了保证金属粉末有着较好的流动性，开封后接触空气时间不能超过12 h，储存环境湿度不能超过50%。

△南极熊注意到，威拉里的金属粉末工厂里，临时存放的材料，都会使用密封袋充分密封好

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