CN112792353A - 一种用不规则粉末3d打印铜及铜合金的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，包括以下步骤：S1、混粉；S2、烘干；S3、3D打印；S4、热处理；S5、混合粉末回用，S5‑1、回收筛分，S5‑2、加工处理，S5‑3、复配。本发明的不规则粉末3D打印方法使用的粉末为不规则粉末，球形度要求低，能大幅降低打印成本又不损失产品性能，对材料成分和配比限制少，即铜单质和铜基2～4元合金打印都适用，并且打印原材料回收方便，可循环使用5～10次，较大程度上降低了生产成本，具有普适性和推广性，增加产品市场竞争力。

Description

一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法
技术领域
本发明涉及3D打印铜合金技术领域，具体是涉及一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法。
背景技术
目前，3D打印技术在很多领域都应用广泛，一般使用球形铜粉进行3D打印铜及铜合金，但在2021年初国内球形铜粉的价格已经增至国内普通铜粉的2-3倍，国外球形铜粉的价格是国内普通铜粉的10-15倍，这种价格加大了试验成本和产品推广难度。新技术的更迭规律一般都是高能低耗、物美价廉，3D打印技术可以加工任意形状的零件，原材料利用率在95%以上，成型件的各项指标也都优于传统技术，完全满足高能低耗、物美的特点，因此降低成本必然是3D打印不可阻挡的发展趋势。
现阶段国内的球形铜粉氧含量过高，无法满足打印使用要求，国外的球形粉末质量高但由于供货周期长，产量无法保证，所以就需要开发利用现有通用氧含量合格的不规则粉末。在打印过程中工件打印域之外的大量粉末并没有被烧结，是对工件起支撑作用，打印完成之后这部分粉末可以进行回收再利用。但是由于在整个打印过程中的温度较高，未打印的粉末长时间保持在这种高温的环境之下性能会发生变化，粉末性能的变化必然会导致成形件性能的改变，从而限制了未打印粉末的回用次数，这对于降低成本也是不利的。
专利CN109759589A公布了一种纯铜3D打印增材制造方法，该专利主要保护对象是打印加工过程，目的是加工出性能优良的复杂铜件；没有说明使用粉末的形貌和粒度，不注重原材料成本管控，主要通过复杂件免模具降低成本；专利CN106623953A公布了一种用于3D打印低反射率球形铜粉的制备方法，该专利是将球形铜粉通过先氧化再还原的方式增加粉末表面的粗糙度，在不影响粉末流动性的前提下降低铜粉的反射率以达到增强激光吸收率的效果；使用原材料还是球形铜粉，成本高昂；专利CN109332699A公布了一种黄铜合金粉末大功率激光3D打印方法，该专利是用一种类似激光熔覆的方式进行快速铜合金件打印，与专利CN109759589A一样，主要保护对象为打印过程，没有说明使用粉末的形貌和粒度，不注重原材料成本管控，且二者都是描述一种成分的铜合金3D打印及加工方法，主要目的在于生产复杂零件，降低成本的方式集中于免除模具费用；专利CN106623953A公布了一种用于3D打印低反射率球形铜粉的制备方法，主要在于描述对球形铜粉的形貌改良，由于工序添加一定程度上反而增加了原材料成本。
发明内容
本发明针对上述存在的问题提出了一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法。
本发明的技术方案是：
一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，包括以下步骤：
S1、混粉：通过多级气雾化制粉得到铜粉和金属添加粉末，筛分选取粒度≤70μm的铜粉和粒度＜50μm的金属添加粉末混合，得到混合粉末，其中，所述铜粉的质量百分比为50-100wt%，所述金属添加粉末的质量百分比为0-50wt%；
S2、烘干：将混合粉末在常温下装炉，预抽真空至小于0.1MPa后开始加热，烘干温度为80-160℃，烘干时间为2-8h，全程抽真空；
S3、3D打印：将烘干后的混合粉末加入选区激光熔化粉仓，并用冰刀插实备用，使用刚性基板和刮刀打印，打印过程中使用保护气保护，送粉气流量为10-30L/min，保护气流量为20-50L/min，扫描功率为150-400W，激光移动的线速度为500-2000m/s，单层打印厚度为0.03-0.06mm；
S4、热处理：将打印好的样品进行热处理，固溶温度为600-850℃，保温2-6h，时效温度为300-550℃，保温3-8h，将处理之后的样品包装收录；
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:2-1:4，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.1-0.3MPa，球磨时间为1-2h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，处理时间为1.5-2h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为20-30wt%，小颗粒回用粉末为20-30wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环5-10次。
进一步地，所述步骤S1中多级气雾化制粉具体包括以下步骤：
S1-1、熔炼：将铜或金属添加物在真空条件下熔化，温度调节为1600℃，温差控制在±5℃，抽至真空，再充入氩气至0.1-0.2MPa，熔炼时间为2-4h，得到铜熔体或金属熔体；
S1-2、气雾化：将铜熔体或金属熔体使用双层自由下落式雾化喷嘴进行气雾化，所用气体为高纯氩氢混合气，以低压自由下落式气雾化的方式将铜熔体或金属熔体进行初级破碎形成较粗的铜熔滴或金属熔滴，并对反应后出气口处的氩氢混合气进行干燥回收和氩氢分离，其中，雾化气压包括脉冲形式的主雾化气压和连续的辅助雾化气压；
S1-3、旋转盘离心雾化：将铜熔滴或金属熔滴喷射到离心旋转盘的一侧，流速为100-150g/s，在旋转盘转动的作用下形成一层薄而均匀的流动液膜，并在旋转盘的另一侧添加冷却液，流速为30g/s，旋转盘的直径为80mm，转速为300r/min。通过使用多级雾化制粉的方式代替了球磨的过程，能够提高制粉效率，对球形度要求不高的不规则粉末制取更加高效且性能优异，使金属熔体分散以利于其在旋转盘上形成一层薄而均匀的流动液膜，并且能够将液膜完整铺展在转动盘上。
进一步地，所述步骤S1中金属添加粉末为铁、铬、钛、钨、铝、锆中的一种或几种，单质纯度在95%以上，在实际生产中，可以根据制备的合金选择需要的金属单质组合。
进一步地，所述步骤S1中混合粉末的球形度为5-10%，对球形度要求不高为不规则粉末。
更进一步地，所述步骤S1-2中主雾化气压为5-8MPa，脉冲频率为30-50HZ，脉冲宽度为20ms，辅助雾化气压为1.2-1.5MPa，使用双重气压调节的方式，既保证了金属液滴喷射的连续性，又能够防止导流管堵塞以及管嘴处的金属液滴过热，不利于金属液滴的气雾化，保证了生产的连续性。
更进一步地，所述步骤S1-2中高纯氩氢混合气中氩气含量为95%，氢气含量为5%，是一种性能良好的还原保护气，且综合成本低。
更进一步地，所述步骤S3中保护气和送粉气均使用步骤S1-2中分离出的高纯氩气，所述高纯氩气的氩气含量≥99.99%，利用雾化制粉排出的尾气净化分离后加以利用，降低了成本。
更进一步地，所述步骤S5-2中保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，所述高纯氢气的氢气含量≥99.99%，利用雾化制粉排出的尾气净化分离后加以利用，降低了成本。
更进一步地，所述步骤S1-3中冷却液按质量浓度配比为：硫酸铜5wt%，亚硝酸钠15wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4wt%，有机甘油2.2wt%，消泡剂1.5wt%，余量为水，该冷却液具有良好的冷却效果，与金属液滴的配伍性好。
进一步地，所述步骤S5-2中清洗液的组分配比为：质量浓度为40-50g/L的硫酸10份，质量浓度为25-35g/L的乙酸6份，质量浓度为15-20g/L的硝酸5份，质量浓度为2-3g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份，该清洗液能够有效去除铜粉表面的氧化膜，并且能够促进添加金属粉末与铜粉之间的络合，对后续的打印过程起到辅助作用。
本发明的有益效果是：
（1）本发明使用的粉末为不规则粉末，对粉末的球形度要求低，能大幅降低打印成本又不损失产品性能，对材料成分和配比限制少，即铜单质和铜基2-4元合金打印都适用，并且打印原材料回收方便，可循环使用5-10次，较大程度上降低了生产成本，具有普适性和推广性，增加产品市场竞争力。
（2）本发明在制粉的过程中加入了多级气雾化制粉，能够提高制粉效率，对球形度要求不高的不规则粉末制取更加高效且性能优异，使金属熔体分散以利于其在旋转盘上形成一层薄而均匀的流动液膜，并且能够将液膜完整铺展在转动盘上，使用双重气压调节的方式，既保证了金属液滴喷射的连续性，又能够防止导流管堵塞以及管嘴处的金属液滴过热，不利于金属液滴的气雾化，提高了生产的连续性。
（3）本发明利用雾化制粉排出的尾气净化分离成高纯氩气和氢气后加以重复利用，进一步降低了成本。
（4）本发明还提供了改进的冷却液，具有良好的冷却效果，与金属液滴的配伍性好；改进的清洗液，对小颗粒回用粉末能够有效去除铜粉表面的氧化膜，并且能够促进添加金属粉末与铜粉之间的络合，对后续的打印过程起到辅助作用。
附图说明
图1是本发明实施例1中制备的纯铜粉的扫描电镜下结构示意图；
图2是本发明实施例2中制备的铜合金的扫描电镜下结构示意图。
具体实施方式
实施例1
一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，包括以下步骤：
S1、混粉：
S1-1、熔炼：将单质纯度在95%以上的铜在真空条件下熔化，温度调节为1600℃，温差控制在±5℃，抽至真空，再充入氩气至0.1MPa，熔炼时间为2h，得到铜熔体；
S1-2、气雾化：将铜熔体使用双层自由下落式雾化喷嘴进行气雾化，所用气体为高纯氩氢混合气，高纯氩氢混合气中氩气含量为95%，氢气含量为5%，以低压自由下落式气雾化的方式将铜熔体进行初级破碎形成较粗的铜熔滴，并对反应后出气口处的氩氢混合气进行干燥回收和氩氢分离，其中，雾化气压包括脉冲形式的主雾化气压和连续的辅助雾化气压，主雾化气压为5MPa，脉冲频率为30HZ，脉冲宽度为20ms，辅助雾化气压为1.2MPa；
S1-3、旋转盘离心雾化：将铜熔滴喷射到离心旋转盘的一侧，流速为100g/s，在旋转盘转动的作用下形成一层薄而均匀的流动液膜，并在旋转盘的另一侧添加冷却液，冷却液按质量浓度配比为：硫酸铜5wt%，亚硝酸钠15wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4wt%，有机甘油2.2wt%，消泡剂1.5wt%，余量为水，流速为30g/s，旋转盘的直径为80mm，转速为300r/min。通过多级气雾化制粉得到球形度为5-7%的铜粉，筛分选取粒度≤70μm的铜粉，如图1所示；
S2、烘干：将铜粉在常温下装炉，预抽真空至小于0.1MPa后开始加热，烘干温度为80℃，烘干时间为2h，全程抽真空；
S3、3D打印：将烘干后的铜粉加入选区激光熔化粉仓，并用冰刀插实备用，使用刚性基板和刮刀打印，打印过程中使用保护气保护，送粉气流量为10L/min，保护气流量为20L/min，扫描功率为150W，激光移动的线速度为500m/s，单层打印厚度为0.03mm，保护气和送粉气均使用步骤S1-2中分离出的高纯氩气，高纯氩气的氩气含量为99.992%；
S4、热处理：将打印好的样品进行热处理，固溶温度为600℃，保温2h，时效温度为300℃，保温3h，将处理之后的样品包装收录；
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:2，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.1MPa，保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，高纯氢气的氢气含量为99.995%，球磨时间为1h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，清洗液的组分配比为：质量浓度为40g/L的硫酸10份，质量浓度为25g/L的乙酸6份，质量浓度为15g/L的硝酸5份，质量浓度为2g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份，处理时间为1.5h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为20wt%，小颗粒回用粉末为30wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环5次。
实施例2
一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，包括以下步骤：
S1、混粉：
S1-1、熔炼：将单质纯度在95%以上的铜、金属添加物在真空条件下熔化，温度调节为1600℃，温差控制在±5℃，抽至真空，再充入氩气至0.2MPa，熔炼时间为4h，得到铜熔体和金属熔体；
S1-2、气雾化：将铜熔体、金属熔体使用双层自由下落式雾化喷嘴进行气雾化，所用气体为高纯氩氢混合气，高纯氩氢混合气中氩气含量为95%，氢气含量为5%，以低压自由下落式气雾化的方式将铜熔体、金属熔体进行初级破碎形成较粗的铜熔滴、金属熔滴，并对反应后出气口处的氩氢混合气进行干燥回收和氩氢分离，其中，雾化气压包括脉冲形式的主雾化气压和连续的辅助雾化气压，主雾化气压为8MPa，脉冲频率为50HZ，脉冲宽度为20ms，辅助雾化气压为1.5MPa；
S1-3、旋转盘离心雾化：将铜熔滴、金属熔滴喷射到离心旋转盘的一侧，流速为150g/s，在旋转盘转动的作用下形成一层薄而均匀的流动液膜，并在旋转盘的另一侧添加冷却液，冷却液按质量浓度配比为：硫酸铜5wt%，亚硝酸钠15wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4wt%，有机甘油2.2wt%，消泡剂1.5wt%，余量为水，流速为30g/s，旋转盘的直径为80mm，转速为300r/min。通过多级气雾化制粉得到铜粉和金属添加粉末，筛分选取粒度≤70μm的铜粉和粒度＜50μm的金属添加粉末混合，得到混合粉末，其中，金属添加粉末为铬，铜粉的质量百分比为75wt%，金属添加粉末的质量百分比为25wt%，混合粉末的球形度为5-7%，如图2所示；
S2、烘干：将混合粉末在常温下装炉，预抽真空至小于0.1MPa后开始加热，烘干温度为160℃，烘干时间为8h，全程抽真空；
S3、3D打印：将烘干后的混合粉末加入选区激光熔化粉仓，并用冰刀插实备用，使用刚性基板和刮刀打印，打印过程中使用保护气保护，送粉气流量为30L/min，保护气流量为50L/min，扫描功率为220W，激光移动的线速度为1000m/s，单层打印厚度为0.05mm，保护气和送粉气均使用步骤S1-2中分离出的高纯氩气，高纯氩气的氩气含量为99.99%；
S4、热处理：将打印好的样品进行热处理，固溶温度为850℃，保温6h，时效温度为550℃，保温8h，将处理之后的样品包装收录；
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:4，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.3MPa，保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，高纯氢气的氢气含量为99.99%，球磨时间为2h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，清洗液的组分配比为：质量浓度为50g/L的硫酸10份，质量浓度为35g/L的乙酸6份，质量浓度为20g/L的硝酸5份，质量浓度为3g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份，处理时间为2h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为30wt%，小颗粒回用粉末为20wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环5次。
实施例3
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于金属添加粉末为铬和铁，铜粉的质量百分比为60wt%，铬粉的质量百分比为20wt%，铁粉的质量百分比为20wt%，混合粉末的球形度为7-10%；
S2、烘干：将混合粉末在常温下装炉，预抽真空至小于0.1MPa后开始加热，烘干温度为120℃，烘干时间为5h，全程抽真空；
S3、3D打印：将烘干后的混合粉末加入选区激光熔化粉仓，并用冰刀插实备用，使用刚性基板和刮刀打印，打印过程中使用保护气保护，送粉气流量为20L/min，保护气流量为35L/min，扫描功率为400W，激光移动的线速度为2000m/s，单层打印厚度为0.06mm。
实施例4
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于金属添加粉末为钛和钨，铜粉的质量百分比为60wt%，钛粉的质量百分比为20wt%，钨粉的质量百分比为20wt%，混合粉末的球形度为5-10%。
实施例5
本实施例与实施例2基本相同，其不同之处在于金属添加粉末为铬、铝、锆，铜粉的质量百分比为50wt%，铬粉的质量百分比为40wt%，铝粉的质量百分比为8wt%，锆粉的质量百分比为2wt%。
实施例6
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于气雾化制粉参数不同。
S1-1、熔炼：将铜在真空条件下熔化，温度调节为1600℃，温差控制在±5℃，抽至真空，再充入氩气至0.15MPa，熔炼时间为3h，得到铜熔体；
S1-2、气雾化：将铜熔体使用双层自由下落式雾化喷嘴进行气雾化，所用气体为高纯氩氢混合气，以低压自由下落式气雾化的方式将铜熔体进行初级破碎形成较粗的铜熔滴，并对反应后出气口处的氩氢混合气进行干燥回收和氩氢分离，其中，雾化气压包括脉冲形式的主雾化气压和连续的辅助雾化气压，主雾化气压为6MPa，脉冲频率为40HZ，脉冲宽度为20ms，辅助雾化气压为1.4MPa；
S1-3、旋转盘离心雾化：将铜熔滴喷射到离心旋转盘的一侧，流速为120g/s，在旋转盘转动的作用下形成一层薄而均匀的流动液膜，并在旋转盘的另一侧添加冷却液，流速为30g/s，旋转盘的直径为80mm，转速为300r/min。通过多级气雾化制粉得到球形度为7-10%的铜粉，筛分选取粒度≤70μm的铜粉。
实施例7
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于热处理中参数不同。
S4、热处理：将打印好的样品进行热处理，固溶温度为720℃，保温4h，时效温度为400℃，保温5h，将处理之后的样品包装收录。
实施例8
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于混合粉末回用中参数不同。
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:3，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.2MPa，保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，高纯氢气的氢气含量为99.997%，球磨时间为1.5h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，清洗液的组分配比为：质量浓度为44g/L的硫酸10份，质量浓度为28g/L的乙酸6份，质量浓度为17g/L的硝酸5份，质量浓度为2.5g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份，处理时间为1.8h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为25wt%，小颗粒回用粉末为25wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环7次。
实施例9
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于混合粉末回用中参数不同。
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:3，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.2MPa，保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，高纯氢气的氢气含量为99.991%，球磨时间为1.5h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，清洗液的组分配比为：质量浓度为46g/L的硫酸10份，质量浓度为32g/L的乙酸6份，质量浓度为18g/L的硝酸5份，质量浓度为2.5g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份，处理时间为1.8h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为25wt%，小颗粒回用粉末为25wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环10次。
实验例
对实施例1-9中制备的铜及铜合金性能进行测试，硬度实验在HBE-3000A电子布氏硬度计上进行，并根据SL78-1994《电导率的测定(电导仪法)》用FQR7501涡流电导仪测试铜及铜合金的导电率。测试结果如表1所示：
表1 实施例1-9中制备的铜及铜合金性能
实施例 硬度（HB） 导电率（IACS%）
实施例1 90 85
实施例2 130 78
实施例3 140 90
实施例4 160 85
实施例5 165 96
实施例6 93 87
实施例7 95 76
实施例8 88 84
实施例9 89 85
由此看出，实施例1-5中不论是铜还是铜合金硬度导电率均在较高的水平，打印的零件性能略低于球形粉打印件，但同样优于传统加工件；对比实施例1和6可以看出，改变多级气雾化制粉的参数，提高了脉冲频率和压力，并提高流速可以使铜粉质量更优，得到的铜零件性能也更优；对比实施例1和7可以看出，改变热处理的参数，提高热处理的固溶温度和时间以及时效温度和时间，得到的零件硬度有所提高，但导电率有所降低；对比实施例1、8、9可以看出，改变混合粉末回用中参数，提高回用循环次数，对零件的硬度及导电率影响较小，说明提高回用次数并没有使零件的性能下降。

Claims (10)

1.一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、混粉：通过多级气雾化制粉得到铜粉和金属添加粉末，筛分选取粒度≤70μm的铜粉和粒度＜50μm的金属添加粉末混合，得到混合粉末，其中，所述铜粉的质量百分比为50-100wt%，所述金属添加粉末的质量百分比为0-50wt%；
S2、烘干：将混合粉末在常温下装炉，预抽真空至小于0.1MPa后开始加热，烘干温度为80-160℃，烘干时间为2-8h，全程抽真空；
S3、3D打印：将烘干后的混合粉末加入选区激光熔化粉仓，并用冰刀插实备用，使用刚性基板和刮刀打印，打印过程中使用保护气保护，送粉气流量为10-30L/min，保护气流量为20-50L/min，扫描功率为150-400W，激光移动的线速度为500-2000m/s，单层打印厚度为0.03-0.06mm；
S4、热处理：将打印好的样品进行热处理，固溶温度为600-850℃，保温2-6h，时效温度为300-550℃，保温3-8h，将处理之后的样品包装收录；
S5、混合粉末回用：
S5-1、回收筛分：将3D打印后的废弃混合粉末回收并通过分级过筛筛分，得到200目-300目的较大颗粒粉末和300目-400目的较小颗粒粉末；
S5-2、加工处理：将所述较大颗粒粉末装入气氛保护球磨机中进行球磨处理，球料比为1:2-1:4，抽真空至小于2pa，再充入保护气至0.1-0.3MPa，球磨时间为1-2h，得到大颗粒回用粉末；将所述较小颗粒粉末置于清洗液中进行侵蚀活化处理，处理时间为1.5-2h，得到小颗粒回用粉末；
S5-3、复配：将未打印的混合粉末与加工处理后的回用粉末进行复配，其中，以质量百分比计混合粉末为50wt%，大颗粒回用粉末为20-30wt%，小颗粒回用粉末为20-30wt%，得到一次回用混合粉末，重复上述S3、S4的步骤并循环5-10次。
2.根据权利要求1所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1中多级气雾化制粉具体包括以下步骤：
S1-1、熔炼：将铜或金属添加物在真空条件下熔化，温度调节为1600℃，温差控制在±5℃，抽至真空，再充入氩气至0.1-0.2MPa，熔炼时间为2-4h，得到铜熔体或金属熔体；
S1-2、气雾化：将铜熔体或金属熔体使用双层自由下落式雾化喷嘴进行气雾化，所用气体为高纯氩氢混合气，以低压自由下落式气雾化的方式将铜熔体或金属熔体进行初级破碎形成较粗的铜熔滴或金属熔滴，并对反应后出气口处的氩氢混合气进行干燥回收和氩氢分离，其中，雾化气压包括脉冲形式的主雾化气压和连续的辅助雾化气压；
S1-3、旋转盘离心雾化：将铜熔滴或金属熔滴喷射到离心旋转盘的一侧，流速为100-150g/s，在旋转盘转动的作用下形成一层薄而均匀的流动液膜，并在旋转盘的另一侧添加冷却液，流速为30g/s，旋转盘的直径为80mm，转速为300r/min。
3.根据权利要求1所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1中金属添加粉末为铁、铬、钛、钨、铝、锆中的一种或几种，单质纯度在95%以上。
4.根据权利要求1述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1中混合粉末的球形度为5-10%。
5.根据权利要求2所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1-2中主雾化气压为5-8MPa，脉冲频率为30-50HZ，脉冲宽度为20ms，辅助雾化气压为1.2-1.5MPa。
6.根据权利要求2所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1-2中高纯氩氢混合气中氩气含量为95%，氢气含量为5%。
7.根据权利要求2所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S3中保护气和送粉气均使用步骤S1-2中分离出的高纯氩气，所述高纯氩气的氩气含量≥99.99%。
8.根据权利要求2所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S5-2中保护气为步骤S1-2中分离出的高纯氢气，所述高纯氢气的氢气含量≥99.99%。
9.根据权利要求2所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S1-3中冷却液按质量浓度配比为：硫酸铜5wt%，亚硝酸钠15wt%，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸铵4wt%，有机甘油2.2wt%，消泡剂1.5wt%，余量为水。
10.根据权利要求1所述的一种用不规则粉末3D打印铜及铜合金的方法，其特征在于，所述步骤S5-2中清洗液的组分配比为：质量浓度为40-50g/L的硫酸10份，质量浓度为25-35g/L的乙酸6份，质量浓度为15-20g/L的硝酸5份，质量浓度为2-3g/L的聚乙二醇2份，质量浓度为0.5g/L的曼尼希碱缓蚀剂1份。
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