2.4 等离子球化（PS）

等离子球化技术（Plasma Spheroidization，PS）是利用载气将粉体送入高温等离子体中，粉体颗粒迅速加热、熔融，在表面张力作用下形成球形液滴，进入冷却室后迅速冷却凝固得到球形颗粒。PS技术制备的粉末具有纯度高、空心粉少、粒径分布均匀等优点，常用来制备高活性和难熔金属，如W、Mo、NB、TiN等。英国LPW公司开发出商业化的等离子球化设备。表1列出了3D打印金属制粉的常用方法的原理和优缺点。

表1  3D打印金属制粉的常用方法的原理和优缺点

金属丝材的工业化制备流程是合金配料、压制成形、冶炼、锻造、轧制、拉拔和热处理，由于加工工艺的限制，对于高硬度或特殊合金成分的丝材加工非常困难，即使有些成分的合金能够冶炼但不能加工成丝材，因此在种类上和数量上受到极大限制。

相对于其他金属，Ag的电导率（6.3×10 7 s/m）和热导率（450W/m·K）都相对较高，常被用于纳米金属导电墨水原材料。纳米银浆墨水制备工艺主要有两种方法：一是由纳米银粉、溶剂和稳定剂等成分组成的纳米颗粒（Ag Nanoparticles, Ag NPs）悬浮液墨，作为纳米颗粒银浆墨水^[5]。二是以金属银有机前驱物溶液，墨水中金属银以其水溶或油溶性盐的形式存在，而不是银粉微粒。

如前所述，金属增材制造工艺已有多种。根据现有的主流技术，按照粉末、丝材等来分的金属增材制造工艺，如图2所示。

图2 金属增材制造工艺

5.1 基于粉末的金属增材制造

金属粉末的增材制造主要用于粉末床选区熔化、定向能量沉积工艺中，采用这两类工艺原理的金属3D打印技术都可以制造达到锻件标准的金属零件。其中，粉末床选区熔融技术分为激光选区熔融（SLM）和电子束选区熔化（EBSM）两类。定向能量沉积工艺主要采用激光工艺，通过送粉器来送粉。

粉末床熔融技术是比较典型的金属增材制造工艺（见图3），由德国弗劳恩霍夫激光技术研究所于1995年提出激光选区熔融，粉床下降一定高度，借助滚筒或刮刀分配金属粉末，通过控制振镜来调节激光的运行轨迹和强度，直接熔化金属粉末，后再重复此过程，得到所需要的金属构件。国内外共有几十个厂家来生产该设备，国外有EOS、SLM、Concept Laser、GE、Ranishaw、3D Systems；国内也出现了多家SLM打印机的厂商，如铂力特、永年激光、先临三维、华曙高科、雷佳增材及煜鼎增材等企业。