據《3D打印商情》小編了解，作者N.E. Gorji、R.O'Connor和D. Brabazon最近在《metal powders （金屬粉末）》上發表了一篇題為“XPS, XRD, and SEM characterization of the virgin and recycled metallic powders for 3D printing applications（用於3D打印的原始和再生金屬粉末的XPS，XRD和SEM表征）”的論文。論文稱，研究人員對選擇性激光熔煉用316 L不鏽鋼粉末的表麵和微觀結構進行了表征。回收後的粉體可顯著降低粉體的消耗、生產成本和時間。采用X射線光電子能譜(XPS)、掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和流變學等方法，對原始粉末和未粘在印刷件上但在粉末床上回收的鋼粉進行了X射線光電子能譜(XPS)、X射線衍射(XRD)和流變學分析。結果表明，在製備過程中，再生粉末表麵的氧含量增加，金屬氧化物擴散到粉末顆粒表麵。盡管如此，這些變化並不顯著，有望在幾個循環中實現可回收粉體的可重複使用性。研究人員觀察到回收粉末的相態沒有變化。進行進一步的表征，以測量原始粉末和再生粉末的化學成分和形貌，並將它們與打印零件的力學性能聯係起來。這些特性使粉末再利用在不降低最終零件的力學性能的情況下，延長了粉末的重複使用周期，並減少了製造時間和成本。
回收利用仍然是3D打印領域一個持續討論的話題，因為大量的材料被消耗，之後由於缺陷或其他結構問題而被丟棄。顯然，這個行業試圖盡可能多地重複使用材料，減少製造工藝的流程，提升質量、性能和功能等。
SEM圖像取自原始（左）和回收（右）粉末。
回收粉末的SEM圖像（20μm和10μm變焦）表示細長顆粒，表麵上的衛星、飛濺物、粘合顆粒和不規則形狀的顆粒。
在這項研究中，作者使用原始原料和回收不鏽鋼316L進行選擇性激光熔化工藝。研究人員使用X射線光電子能譜（XPS）、掃描電鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）和流變學分析來等手段對兩種粉末的表麵和微觀結構進行了表征。除了檢查和比較兩種類型的粉末外，研究人員還考慮使用原始粉末作為添加劑，如果回收粉末需要進一步的機械強度的話。
為兩者提供表征研究以確保它們是可再現的，SEM結果顯示，SLM工藝後粉末略有不同，回收粉末表麵上有更多衛星，汙染更多。在再循環粉末中也發現了粘合的顆粒，其中有一些變形的顆粒。
“在回收粉末中觀察到了幾個特征，例如細長顆粒、表麵衛星、飛濺物、粘合顆粒和不規則形狀的顆粒。”研究人員說，“總的來說，回收粉末的形態變化微不足道。然而，XPS表征可以更好地揭示粉末表麵上各種元素的存在，特別是在回收粉末上。”
對原始粉末（上）和回收粉末（下）的XPS測量。
原始粉末和回收粉末的XRD分析。
XPS測量的氧含量從27.04％增加到34.19％，吸收取決於粉末的產量。碳含量從56％減少到45.55％，這可能是由於金屬氧化物在表麵的支配作作所致。研究人員指出，一些對氧具有更強電負性的金屬粉末可能會擴散到粉末的外表麵，從而在SLM過程中吸收氧氣。
“表麵存在重金屬，如Ge（5.22％）和Sb（2.86％），這令人驚訝，還需要進一步檢查。”研究人員表示，他們建議在五個周期後將原始粉末與重複使用的粉末混合。
“SEM圖像顯示，更多的衛星使用回收粉末，XPS測量顯示金屬氧化物的表麵也略微增加。研究人員總結說，氧氣在表麵上的增量最多，從27.04％增加到34.19％。“XRD結果表明，與原始粉末相比，回收奧氏體不鏽鋼的相位沒有變化。再循環粉末上沒有額外的鐵素體BCC峰，表明SLM工藝後的汙染和相變較低。 ”
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