19、粉末床熔融技术：原理、工艺与设备的全面解析

粉末床熔融技术：原理、工艺与设备的全面解析

1. 多材料粉末床处理与粉末回收

在多材料粉末床处理方面，目前唯一有效的方法是使用多个装有不同材料的料斗。在多料斗系统中，材料类型可以逐层改变。不过，尽管在研究环境和一些公司针对非常小的零件展示了这种技术，但目前商业销售的所有粉末床熔融（PBF）技术都采用单一材料粉末进料系统。

粉末回收是PBF过程中的一个重要环节。在零件构建过程中，周围粉末的高温烧结会导致粉末床融合，高温以及与大气气体的反应还会改变粉末颗粒的化学性质，对于聚合物材料，高温还会改变其分子量。因此，许多用于PBF过程的粉末（特别是聚合物）在回收再利用时性能会发生变化。对于一些材料，这些变化较小，可认为具有高可回收性或无限可回收性；而对于另一些材料，变化显著，需要采用高度可控的回收方法来保持零件性能的一致性。

以最常用的PBF聚合物材料尼龙聚酰胺为例，在加工过程中其有效粒径和分子量都会发生变化。为了保持构建性能的一致性，人们开发了多种回收方法。最简单的方法是将未使用的粉末与已使用的粉末按特定比例混合，例如1/3未使用的粉末、1/3溢出/进料粉末和1/3构建平台粉末。溢出/进料粉末和松散的零件床粉末需要分开处理，因为它们在构建过程中经历的温度不同。回收的溢出/进料材料与原始材料相比变化较小，因为它们仅在进料和溢出盒中经历了较低的温度；而构建平台上的松散零件床粉末则在高温下保持了很长时间。

零件床粉末在与其他粉末混合之前，通常采用颗粒分选方法进行处理，最常用的是基于振动筛的筛分设备或空气分级机。空气分级机比简单的筛分更好，因为它能更有效地混合粉末并打散团聚物，从而使更多的材料得以回收。然而，空气分级机比筛分系统更复杂、更昂贵。无论采用哪种颗粒分选方法，在回收