魏青松  教授

      华中科技大学

两级铺粉机构对粘结剂喷射增材制造粉末床质量的影响

（1.华中科技大学材料成形与模具技术国家重点试验室，湖北 武汉 430074；2.西南技术工程研究所，重庆 430039）

摘要：针对单级铺粉机构在保证高堆积密度铺粉的同时难兼顾低压力铺粉的问题，研究了两级铺粉机构对 粘结剂喷射增材制造（binder jetting additive manufacturing，BJAM）粉末床质量的影响规律。对比了辊子，刮刀及两级铺粉3种铺粉方式对粉末床质量及基板压力的影响，并探讨了预铺层厚对两级铺粉粉末床质量的影响，使用离散元模拟进一步分析了3种铺粉过程中的粉末动力学行为。结果表明：铺粉层厚和铺粉速度相同时，两级铺粉与辊子铺粉的粉末床质量相当，且优于刮刀铺粉，但两级铺粉对粉末床的平均压力为427 Pa，远低于辊子铺粉的2 178 Pa，极大地提高了粉末床稳定性。预铺层厚显著影响粉末床压实效果，当预铺层厚从150 μm增至250 μm时，粉末床堆积密度提升明显，而超过250 μm后密度增长趋于饱和，此时基板压力则随预铺层厚增加持续升高。本工作有望为粘结剂喷射增材制造铺粉机构选择及铺粉参数优化提供理论依据。

关键词：增材制造；粘结剂喷射；两级铺粉；粉末床；离散元