CN116571762A

CN116571762A - 3d打印机用金属粉、造型物及造型物的制造方法

Info

Publication number: CN116571762A
Application number: CN202310762316.3A
Authority: CN
Inventors: 沟部雅恭; 山本慎一; 井野忠; 田中徹; 中野秀士
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Materials Co Ltd
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2023-08-11
Also published as: CN112166004B; EP3812064A1; EP3812064A4; JPWO2019230806A1; CN112166004A; WO2019230806A1; JP7374892B2; US20240082909A1; US20210069781A1

Abstract

3D打印机用金属粉具备多个金属粒子。多个金属粒子的粒度分布在1μm至200μm的粒径范围内具有最大峰。粒度分布中的累积比例按体积比例计为90％的粒径D₉₀与累积比例按体积比例计为10％的粒径D₁₀的差D₉₀－D₁₀为10μm以上。

Description

3D打印机用金属粉、造型物及造型物的制造方法

本申请是申请号为“201980035725.5”、申请日为2019年5月29日、发明名称为“3D打印机用金属粉、造型物及造型物的制造方法”的申请的分案申请。

技术领域

实施方式涉及3D打印机用金属粉及造型物。

背景技术

作为新颖的成形技术，正在开发采用了3D打印机的成形技术(3D打印)。3D打印是采用三维立体模型直接造型立体成形物的技术。3D打印中，例如使用激光来加工树脂成形体。树脂成形体通过激光而熔融，所以是容易形成立体结构的材料。

近年来，在尝试通过3D打印从金属材料制造造型物。例如可列举使用了3D打印机用金属粉的3D打印。使用了3D打印机用金属粉的3D打印是通过铺满3D打印机用金属粉，照射激光或电子束进行凝固的方法。

作为3D打印机用金属粉，例如可使用不锈钢。不锈钢的粉末可通过平均粒径来调整。不锈钢的熔点为1400℃以上且1500℃以下。只要为该熔点，就能通过3D打印制造造型物。另一方面，采用熔点比不锈钢高的金属材料的造型物的制造方法的造型性不一定好。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2015/041236号公报

发明内容

实施方式涉及的3D打印机用金属粉具备多个金属粒子。多个金属粒子的粒度分布在1μm至200μm的粒径范围内具有最大峰。粒度分布中的累积比例按体积比例计为90％的粒径D₉₀与累积比例按体积比例计为10％的粒径D₁₀的差D₉₀－D₁₀为10μm以上。

附图说明

图1是表示金属粉的粒度分布的例子的图。

图2是表示球度高的金属粒子的例子的图。

图3是用于说明球度的示意图。

图4是用于说明安息角的示意图。

具体实施方式

实施方式涉及的3D打印机用金属粉是用于采用3D打印机来制造造型物的金属粉。金属粉包含多个金属粒子(metal particles)。

金属粉(金属粒子)优选作为主成分含有选自钨(W)、钼(Mo)、铼(Re)、铌(Nb)、钽(Ta)、铬(Cr)及钒(V)中的至少一种元素。所谓主成分，是金属粉的构成元素中含有最多的元素，主成分的元素例如含有整体的50原子％以上。

一般来讲，钨的熔点为3400℃，钼的熔点为2620℃，铼的熔点为3180℃，铌的熔点为2470℃，钽的熔点为2990℃，铬的熔点为1905℃，钒的熔点为1890℃。如此将熔点为1800℃以上的金属称为高熔点金属。

高熔点金属由于熔点高，所以采用激光照射的金属粒子的熔融状态必须具有均匀性。因此，优选控制粒度分布的最大峰及控制粒度的偏差。特别是，熔点越高达1800℃以上、进而高达2400℃以上，越要求上述控制。

图1示出金属粉(金属粒子)的粒度分布的例子。图1的横轴表示体积平均径(μm)，左侧的纵轴表示频率(％)，右侧的纵轴表示累积比例(％)。此外，横轴的刻度为对数刻度。将纵轴表示频率的图表称为频率图表。此外，将纵轴表示累积比例的图表称为累积图表。

粒度分布可采用激光衍射法进行测量。一次测定中所用的金属粉的量为测定装置所推荐的量。一般来讲，推荐0.02g。此外，将最小量设定为0.01g，将最大量设定为0.03g。此外，关于测定试样，在测量前进行了充分搅拌后进行计量。

实施方式的金属粉的粒度分布在1μm至200μm的粒径范围内具有最大峰，粒度分布中的累积比例按体积比例计为90％的粒径D₉₀与累积比例按体积比例计为10％的粒径D₁₀的差D₉₀－D₁₀为10μm以上。

通过将粒度分布的最大峰设定在1μm至200μm的范围，可改善金属粉的流动性。在粒度分布的最大峰低于1μm时，金属粒子过小而变得容易凝聚。如果金属粒子凝聚，则金属粉的流动性产生偏差。如果在超过200μm的粒径的范围具有粒度分布的最大峰，则难以通过3D打印来制作造型物。更优选粒度分布的最大峰在10μm至150μm的粒径范围内。

粒度分布的峰优选在1μm至200μm的粒径范围内具有1个。峰也可以有2个以上，但有D₉₀－D₁₀的调整变得困难的顾虑。所谓峰，意味为粒度分布的头顶。粒度分布的值在上升到达头顶后逐渐下降。也就是说，通过上升后下降而形成峰。在不下降而一直上升且在中途倾斜度变化时则不形成峰。

粒度分布优选在0.1μm至300μm的粒径范围内。这表示在要求粒度分布时，没有粒径低于0.1μm及粒径超过300μm的金属粒子。如果粒径过小或过大，则有利用3D打印的造型性产生偏差的顾虑。3D打印是一边对金属粉进行激光照射一边进行造型的技术。因此，如果金属粉的尺寸有差异，则通过激光熔融金属粉表面的程度也产生差异。

粒径D₉₀、粒径D₁₀可采用累积图表来求出。粒度分布的最大峰可采用频率图表来求出。粒度分布的频率为0％表示没有相当的粒径的金属粒子。

如用式表示D₉₀－D₁₀为10μm以上，则为D₉₀－D₁₀≥10μm。通过采用累积比例能够把握全体的粒径分布。为了得到密度高的造型物，在大的金属粒子的间隙中塞入小的金属粒子的结构是必要的。通过满足D₉₀－D₁₀≥10μm，可形成大的金属粒子和小的金属粒子存在的形态。

D₉₀－D₁₀低于10μm，表示粒度分布的峰尖锐。如果粒径过于一致，则容易在粒间产生间隙，因而使利用3D打印的造型性下降。通过使D₉₀-D₁₀在10μm以上，在大的金属粒子的间隙中塞入小的金属粒子，因而使利用3D打印的造型性提高。由此，能够形成致密的造型物。具体地讲，能够得到密度90％以上的造型物。密度可用阿基米德法进行测定。

D₉₀－D₁₀的上限没有特别的限定，但优选为150μm以下。如果D₉₀－D₁₀超过150μm，则粒度分布的调整困难。因此，D₉₀－D₁₀优选为10μm以上且150μm以下，更优选为10μm以上且100μm以下。此外，进一步优选为70μm≥D₉₀－D₁₀≥10μm。

金属粉(多个金属粒子)优选含有球度为90％以上的金属粒子。图2是表示球度高的金属粒子的例子的图。图2示出3D打印机用金属粉1、球度高的金属粒子2、球度低的金属粒子3。图3是用于说明球度的示意图。图3示出球度高的金属粒子2、假想圆4、最大径5。

球度可使用放大照片来求出。放大照片使用100倍以上且1000倍以下的扫描式电子显微镜(SEM)照片。球度高的金属粒子2在SEM照片中轮廓映现为圆形。因此，球度越高，越可看到更接近正圆的形状。也就是说，可看到外观为球体。球度低的金属粒子3在SEM照片中可看出表面有棱角。因此，可看到球度低的金属粒子3轮廓为多边形。

球度的求出方法如下所述。求出将SEM照片中映现的球度高的金属粒子2的最大径5作为直径的假想圆4的面积。将假想圆4作为正圆。求出映现在SEM照片上的球度高的金属粒子2的面积。可通过球度(％)＝(在一粒金属粉中实测的面积/将最大径作为直径的假想圆的面积)×100来求出。

优选金属粒子含有球度为90％以上的金属粒子。3D打印机用金属粉含有球度为90％以上的球度高的金属粒子2和球度低于90％的球度低的金属粒子3。通过球度为90％以上的金属粒子，而使金属粉的流动性提高。如果流动性提高，则能够将采用3D打印的造型中的金属粉的供给量控制为恒定。如果能够将供给量控制为恒定，则能够降低造型性的偏差。球度的上限为100％。只要球度为90％以上，轮廓也可以带棱角。球度高的金属粒子2的轮廓优选为圆形。球度高的金属粒子难以形成凝聚体。

金属粒子中，为一次粒子、且最大径为1μm以上的金属粒子优选纵横尺寸比在1.0以上且1.5以下的范围内。SEM照片中示出一次粒子未凝聚的粒子。也就是说，所谓为一次粒子、且最大径为1μm以上的金属粒子，表示未凝聚的金属粒子的最大径为1μm以上。这样的金属粒子的纵横尺寸比优选在1.0以上且1.5以下的范围内。通过将最大径为1μm以上的大的金属粒子的纵横尺寸比控制在1.5以下，可减小在大的金属粒子周围产生的间隙。由于能够形成在该间隙中塞入小的金属粒子的结构，所以造型性提高。

纵横尺寸比的测定方法采用求出球度时的SEM照片。将SEM照片中映现的一次粒子的最大径作为长径。将从长径的中心相对于长径垂直的方向的金属粒子的长度作为短径。将长径/短径作为纵横尺寸比。对50个粒子进行该操作，将其平均值作为平均纵横尺寸比。

最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例优选在每10g中为0.5g以上的范围内。通过以每10g中0.5g以上的方式混合球度高的金属粒子，而使流动性提高。在每10g中低于0.5g时流动性的改善效果低。平均粒径D₉₀优选为60μm以下。即使球度高，如果粒径过大，则也有大的金属粒子周围的间隙增大、造型性下降的顾虑。最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例的上限优选为每10g中5g以下。也可以只由最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子形成。其另一方面，如果球状的金属粒子过多，则有金属粒子彼此的间隙增大的顾虑。因此，最大径为1μm以上且60μm以下且球度为90％以上且100％以下的金属粒子的比例优选在每10g中为0.5g以上且5g以下的范围内。如果球度高的金属粒子的比例增大，则成为成本上升的主要原因。

作为最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例的调整方法，可列举分别制造含有球度高的金属粒子的金属粉和含有球度低的金属粒子的金属粉，然后进行混合的方法。在从混合粉末求出时，任意抽取10g重量的金属粉，进行SEM观察的方法也是有效的。通过SEM观察，求出球度高的粉末和球度低的粉末的面积比。通过乘以金属粒子的比重可换算成质量比。除此以外，还有通过将球度高的粉末和球度低的粉末分级来求出质量比的方法。另外，在混合含球度高的金属粒子的金属粉和含球度低的金属粒子的金属粉时，如果是相同材质的，则面积比率和质量比率就为大致相同的值。

实施方式的3D打印机用金属粉优选假密度相对于真密度的比为15％以上。假密度相对于真密度的比也称为相对密度。相对密度可表示金属粉的填充密度。相对密度可通过式(假密度/真密度)×100(％)来求出。

所谓真密度，是将金属粉的质量来除以除去金属粉的表面及内部的气孔的金属粉本身的体积所得的值。在单一金属时，真密度与比重相同。例如，关于真密度，钨为19.3g/cm³，钼为10.2g/cm³，铼为21.0g/cm³，铌为8.6g/cm³，钽为16.7g/cm³。此外，合金的真密度也可以从各个成分的比重来算出。

所谓假密度，是将金属粉装入测定用容器，将测定用容器内的间隙也看作体积而测定的密度。假密度也可称为表观密度。将在对装有金属粉的测定用容器施加振动带来的间隙中再填充金属粉后测定的密度称为振实密度。振实密度也是假密度的一种。

作为假密度，采用表观密度。表观密度可按照为American Society for Testingand Materials(ASTM)标准之一的ASTM-B329-98(Apparent Density of Metal Powderand Compounds Using the Scott Volumeter)进行测定。此外，作为装入金属粉的测定用容器，采用直径28mm×高20mm的容器。

相对密度为15％以上，表示3D打印机用金属粉即使不施加振动也具有规定的填充密度。如果具有规定的填充密度，就能够使采用3D打印的金属粉的存在比例稳定。相对密度的上限没有特别的限定，但优选为80％以下。如果相对密度超过80％，则有密度过高、流动性下降的可能性。相对密度优选为15％以上且80％以下，更优选为30％以上且80％以下。

以上那样的3D打印机用金属粉的流动性及造型性优异。由此，适合用于造型采用了3D打印的造型物。

流动性可通过测定安息角来进行评价。安息角优选为65度以下。安息角可使用TMIAS0101(粉末特性试验方法：2010)的斯科特容积计来测定。图4中示出斯科特容积计的例子。TMIAS0101为钨钼工业协会发行的工业标准。关于斯科特容积计，也可以采用上述的基于ASTM-B329-98的容积计。

图4是用于说明安息角的示意图。图4示出3D打印机用金属粉1、杯6、安息角7。安息角7可使用斯科特容积计来测定。向斯科特容积计的大漏斗中注入3D打印机用金属粉1。向杯6中流入3D打印机用金属粉1直到达到一杯，并向周围溢出。分别测定杯上表面和3D打印机用金属粉1的山的两端形成的安息角7，将其平均角度作为安息角。在3D打印机用金属粉1不能自然地落到杯6中时，用刷毛轻轻搅合金属网上使其流入。杯6是直径28mm×高20mm的杯子。安息角测定时的试样可以使用相同的，也可以分别使用新的试样。

安息角为65度以下，表示流动性良好。因流动性好而能够向3D打印机的台上均匀地供给粉末。因此，安息角优选为65度以下，更优选为60度以下，进一步优选为50度以下。

在准备任意的粉末测定流动性时，安息角的偏差优选为5度以下。可按安息角的偏差＝(5次算出的安息角的平均值－最远的值)来求出。例如，在安息角为45度、44度、42度、39度、40度时，平均值为42度。离42度最远的值为45度、39度。因此，流动性的偏差为(42－45)＝3度或(42－39)＝3度。通过抑制流动性的偏差，能够使台上的粉末的均匀性稳定化。

安息角的下限值没有特别的限定，但为30度以上。如果小于30度则流动性过于提高，安息角的偏差容易增大。

接着，对3D打印机用金属粉的制造方法进行说明。实施方式涉及的3D打印机用金属粉只要具有上述的构成，对其制造方法就不特别限定，但作为用于得到良好的成品率的方法，可列举以下方法。

首先，准备作为目标的金属粉。金属粉优选以选自钨、钼、铼、铌、钽、铬及钒中的至少一种元素为主成分。

接着，为了控制粒度分布、粒径D₉₀、粒径D₁₀、粒径范围，优选进行分级操作。分级操作时，准备网眼(μm)不同的多个筛子。优选除去粒径小的粒子和粒径大的粒子。通过调整筛子的网眼，按10μm以上且50μm以下的间隔调整粒度。还可列举通过混合具有规定的粒度范围的金属粒子，来控制粒度分布等的方法。还有在粒度分布的控制中应用气流分级的方法。也可以将使用筛子的方法和气流分级双方组合。

例如，可列举准备粒径为10μm以上且50μm以下、51μm以上且100μm以下、101μm以上且150μm以下、151μm以上且200μm以下、201μm以上且250μm以下的金属粒子，混合所需量的方法。如此，优选将按10μm以上且50μm以下的间隔调整了粒度的金属粉混合，控制粒度分布的方法。

预先通过粉碎机将凝聚粉粉碎也是有效的。通过粉碎凝聚粉，容易按一次粒子的粒径控制粒度分布。作为粉碎机，可列举球磨机、棒磨机、半自动磨机(Semi-AutogenousGrinding：SAG)、喷射式粉碎机等。

准备球度为90％以上的金属粉，添加必要的量。也可以只由球度为90％以上的金属粉来形成3D打印机用金属粉。对球度为90％以上的金属粉进行分级，添加必要的量的方法也是有效的。

作为球度为90％以上的金属粉的制造方法，可列举喷散处理、粉碎处理、造粒处理等。

所谓喷散处理，是从孔中喷射金属熔液，对流出的熔液流吹喷高压水、高压气体，使其飞散、凝固的方法。由于一边使熔融的金属飞散一边使其凝固，所以能够制造表面光滑的球度高的金属粒子。作为喷散处理，还有喷射金属粒子，通过高频加热使其熔融、凝固的方法。作为喷散处理，可列举气体喷散法、水喷散法、离心力喷散法。

作为粉碎处理，可列举粉碎金属锭的方法。粉碎金属锭的方法是使用球磨机等粉碎机进行粉碎的方法。对金属锭进行粉碎时形成有棱角的粉末。通过使用粉碎机进行粉碎处理，角被削去，成为球度高的粉末。使用粉碎机进行粉碎处理还有粉碎凝聚粉的效果。

作为粉碎处理，使用旋转电极法(Rotating Electrode Process：REP)也是有效的。旋转电极法是通过高温等离子体将旋转的电极熔解，通过离心力使其以液滴的形式飞溅。是通过气体射流将该液滴粉碎进行微粉化的方法。

作为提高球度的方法，可列举使用造粒处理的方法。所谓造粒处理，表示使微细粉末凝固而形成球状。可列举通过在金属粉中混合树脂粘合剂来使其球状化的方法。在金属粉为高熔点金属时，还可列举使用低熔点金属作为粘合剂的方法。作为低熔点金属，优选熔点为1500℃以下的金属。作为这样的金属，可列举铜(熔点1085℃)、铝(熔点660℃)、镍(熔点1455℃)等。这样造粒粉是使用粘合剂的。因此，能与仅仅只是凝聚粉进行区别。

如果是以上那样的方法，能够制造粒度分布在1μm至200μm的粒径范围内具有最大峰、D₉₀－D₁₀为10μm以上的3D打印机用金属粉。

通过使用了实施方式的3D打印机用金属粉的3D打印，能够制造具有3D打印机用金属粉的成形物的造型物。造型物可适用于具有各种结构的造型物。可列举翅片结构、格子结构、板状结构、棒状结构、柱结构、蜂窝结构、中空结构、弹簧结构等。

通过使用实施方式的3D打印机用金属粉，即使是高熔点金属也能够实现流动性及造型性优异的3D打印。以往，高熔点金属因是难烧结材料，通过用高温对成形体进行加热来形成烧结体。由于通过对烧结体进行切削加工等来形成复杂的形状，所以形成困难。与此相对，实施方式涉及的造型物由于通过3D打印能够造型，所以能够容易形成复杂的形状。

作为3D打印，例如可列举采用激光或电子束的方法。采用激光的3D打印被称为激光烧结法(Selective laser sintering：SLS)。作为激光烧结法的一种，有直接金属激光烧结法(Direct metal laser sintering：DMLS)。SLS是在造型台上铺满粉末材料，照射激光束的方法。通过照射激光束将粉末材料熔融，然后进行冷却来进行造型。是造型后重新供给粉末材料，反复进行激光照射的方法。

DMLS是提高了激光功率的激光烧结法。SLS使用二氧化碳激光器。DMLS使用镱激光器。

SLS和DMLS是通过激光烧结粉末材料的方法。作为使用激光的方法，还有激光熔融法(Selective laser melting：SLM)。SLM是通过激光照射熔融粉末材料进行造型的方式。

使用电子束的3D打印被称为电子束熔解法(Electron beam melting：EBM)。电子束是照射通过在真空中对灯丝进行加热而释放的电子的束。电子束与激光束相比具有高功率且高速的特征。EBM是将粉末材料熔融进行造型的技术。EBM中还有使用金属丝进行造型的方法。在通过3D打印机对前述高熔点金属进行造型时，优选SLM或EBM。SLM或EBM是使金属粒子熔融的方式。使其熔融容易得到高密度的造型物。

SLS(包括DMLS)优选激光功率为100W以上。SLM优选激光功率为100W以上。EBM优选电子束的功率为2000W以上。

SLS、SLM或EBM的造型速度优选为100mm/s以上。造型速度为扫描激光或电子束的速度。如果造型速度低于100mm/s，则造型速度慢，量产性下降。造型速度的上限没有特别的限定，但优选为5000mm/s以下。在为高熔点金属时，如果速度快于5000mm/s则烧结状态或熔融状态产生偏差，难以得到密度高的造型物。

3D打印进行铺展金属粉并通过激光照射来凝固的工序，反复进行在其上铺展金属粉通过激光照射来凝固的工序。通过提高流动性，能够均匀地供给金属粉。通过使用假密度在规定的范围内的金属粉，能够使金属粉的存在量稳定化。由此，能够以减小金属粉彼此的间隙的方式进行铺展，所以造型性提高。因此，即使是高熔点金属，也能够通过3D打印而高成品率地制造造型物。此外，还能够得到具有密度高的成形物的造型物。成形物的相对密度或平均密度优选为90％以上。通过含有球度高的金属粒子，能够提高金属粒子彼此的密合性。基于此点还能够得到密度高的造型物。另外，能够通过3D打印进行降低了造型物的密度偏差的造型。

在通过铺满金属粉来进行采用3D打印的造型时，优选使所有金属粒子的粒径小于铺满厚度。作为通过铺满金属粉来进行采用3D打印的造型的方法，有称为粉末床(powderbed)方式的方法。粉末床方式通过涂布机(平板状的工具)使铺满的金属粉的表层平坦化。如果金属粒子的粒径大于铺满的厚度，则金属粒子卡在涂布机上。由此，在卡住的地方金属粒子的分布状态发生变化。因此，优选使全部金属粒子的粒径小于铺满的厚度。

实施例

(实施例1～20、比较例1～2)

作为3D打印机用金属粉准备表1、表2所示的金属粉。实施例1～8及比较例1的钨粉末使用纯度为99质量％以上的粉末。实施例9～15及比较例2的钼粉末使用纯度为99质量％以上的粉末。此外，实施例16使用纯度为99质量％以上的铼粉末。实施例17使用纯度为99质量％以上的铌粉末。实施例18使用纯度为99质量％以上的钽粉末。实施例19中，混合了0.7质量％的碳化铪(HfC)粉末和99.3质量％的钨粉末。实施例20中，混合了0.5质量％的钛(Ti)粉末和99.5质量％的钼粉末。

准备最大径为1μm以上且30μm以下且球度为90％以上且100％以下的金属粒子，以最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的每10g中的比例达到表1或表2所示的值的方式进行混合。最大径为1μm以上且30μm以下且球度为90％以上且100％以下的金属粒子的纵横尺寸比都在1.0以上且1.5以下的范围内。

粒度分布的调整通过将预先筛分过的金属粒子混合的方法进行。通过喷散处理制作球度为90％以上且100％以下的金属粒子。实施例及比较例涉及的金属粉都将粒度分布调整至0.1μm至300μm的粒径范围内。图1示出实施例1涉及的金属粉的粒度分布。

通过SEM照片(1000倍)摄影观察面积100μm×100μm。按面积比率示出单位观察面积的“最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例”。在任意的3个部位进行该操作，示出其平均值。“最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例”的面积比率为100％，表示所有金属粒子都为最大径1μm以上且球度90％以上。面积比率越小，表示“最大径1μm以上且球度90％以上的金属粒子的比例”越降低。

表1

表2

研究了实施例及比较例涉及的3D打印机用金属粉的流动性。通过测定安息角评价了流动性。准备斯科特容积计，将试样倒入大漏斗中，流入杯中直到达到一杯，并向周围溢出。在不能自然地落下时，用刷毛轻轻搅合金属网上使其流入。在使粉末流入到向周围溢出后，测定杯上面和粉末形成的角。通过任意抽取的粉末将该操作进行5次，将其平均值作为安息角，求出偏差。偏差为从安息角的平均值偏移的角度。斯科特容积计采用按照ASTM-B329-98标准的容积计。

对假密度也进行了研究。假密度的测定设定为按照ASTMB-329-98的表观密度。安息角及假密度的测定采用直径28mm×高20mm的容器进行。由此，通过(假密度/真密度)×100(％)求出假密度与真密度的比(相对密度)。表3中示出其结果。

表3

从表中得知，“最大径为1μm以上且球度为90％以上的金属粒子的比例”越增加，流动性越提高。

接着，采用实施例及比较例涉及的3D打印机用金属粉通过3D打印制造具有成形物的造型物。成形物具有翅片结构或中空结构。翅片结构在金属板上具有5个高2mm×直径2mm的突起。中空结构为外形10mm×内径8mm×高5mm。

作为3D打印机，准备SLM方式和EBM方式两种。SLM方式中按激光功率400W、造型速度300mm/s进行3D打印。在SLM方式中以粉末床方式进行3D打印。粉末床方式中，使金属粒子的粒径小于铺满的金属粉的厚度。EBM方式按电子束功率3500W、造型速度1000mm/s进行。

分别对得到的造型物的密度进行了测定。密度用阿基米德法进行测定。分别每10个地进行造型。将10个造型物的密度的平均值作为平均密度。将从平均密度的偏移作为密度偏差。表4中示出其结果。

表4

从表中得知，实施例涉及的金属粉的造型性提高。特别是，含有最大径为1μm且球度为90％以上且100％以下的金属粒子的金属粉的造型性提高。无论用SLM法及EBM法中的哪种进行造型都得到了高的密度。因此，实施例涉及的金属粉是适合采用3D打印机进行造型的粉末。

以上，对本发明的几个实施方式进行了例示，但这些实施方式是作为例子而提示出的，其意图并非限定发明的范围。这些新颖的实施方式能够以其它各种方式实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式和其变形例包含于发明的范围、主旨中，同时包含于权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。所述的各实施方式可通过相互组合来实施。

Claims

1.一种3D打印机用金属粉，其具备多个金属粒子，

所述多个金属粒子分别含有50原子％以上的选自钨、钼、铼、铌、钽、铬及钒中的至少一种元素，

所述多个金属粒子的粒度分布在1μm至200μm的粒径范围内具有最大峰，

所述粒度分布中的累积比例按体积比例计为90％的粒径D₉₀与所述累积比例按体积比例计为10％的粒径D₁₀的差D₉₀－D₁₀为10μm以上，

安息角为40度以上且60度以下。

2.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述粒度分布的范围为0.1μm至300μm。

3.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述多个金属粒子中为一次粒子、且最大径为1μm以上的金属粒子的纵横尺寸比为1.0以上且1.5以下。

4.根据权利要求3所述的金属粉，其中，所述最大径为1μm以上且60μm以下。

5.根据权利要求1所述的金属粉，其中，假密度相对于真密度的比为15％以上且80％以下。

6.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述安息角的偏差为5度以下。

7.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述多个金属粒子分别含有50原子％以上的所述钨。

8.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述多个金属粒子分别含有50原子％以上的所述钼。

9.根据权利要求1所述的金属粉，其中，所述多个金属粒子分别含有50原子％以上的所述铼。

10.一种造型物，其具有权利要求1所述的金属粉的成形物。

11.根据权利要求10所述的造型物，其中，所述成形物具有选自翅片结构、格子结构、板结构、柱结构、蜂窝结构、中空结构及弹簧结构中的至少一种结构。

12.根据权利要求10所述的造型物，其中，所述成形物的密度为90％以上。

13.一种造型物的制造方法，其具备采用权利要求1所述的金属粉通过3D打印机形成成形物的工序。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述成形物的平均密度为90％以上。