Kovový prášek SLS: SLS: vlastnosti, aplikace a dodavatelé

Selektivní laserové spékání (SLS) je aditivní výrobní technika, která využívá laser ke spojení malých částic plastového, kovového, keramického nebo skleněného prášku do 3D objektu. Kovové prášky SLS se správnými vlastnostmi jsou rozhodující pro výrobu vysoce kvalitních kovových dílů se složitou geometrií tímto procesem.

Přehled kovových prášků SLS

Kovové prášky SLS jsou kovové prášky, které jsou optimalizovány pro použití v 3D tiskárnách pro selektivní laserové spékání k výrobě kovových dílů a prototypů. Mezi nejčastěji používané kovové prášky SLS patří:

Typy kovových prášků SLS

Typ	Složení	Klíčové vlastnosti
Nerezová ocel	Slitiny Fe, Cr, Ni	Odolnost proti korozi, vysoká pevnost
Nástrojová ocel	Slitiny Fe, Cr, Mo	Vysoká tvrdost, tepelně zpracovatelné
Legovaná ocel	Slitiny Fe, Cr, Ni	Tepelně zpracovatelné, obrobitelné
Kobalt-chrom	Co, Cr slitiny	Biokompatibilní, odolné proti opotřebení/korozím
Titan a slitiny	Ti, Al, V slitiny	Lehké, biokompatibilní, pevné
Inconel	Ni, Cr slitiny	Odolnost vůči teplu/korozím
Slitiny hliníku	Slitiny Al, Cu, Mg	Lehké, silné

Tyto kovové prášky musí mít vlastnosti, jako je tekutost, tvar a distribuce velikosti částic, přizpůsobené pro výrobu dílů SLS s vysokou hustotou, přesností a požadovanými mechanickými vlastnostmi.

Klíčové vlastnosti kovových prášků SLS

Parametr	Popis	Požadavky
Rozsah velikostí	Rozměry částic prášku	10-45 mikronů běžné
Rozložení velikosti	Rozsah velikostí prášku	Většinou sférické s povolenými satelity
Morfologie	Tvar částic prášku	Sférický tvar je optimální, satelity mohou způsobit vady
Průtoková rychlost	Tekutost prášku	35-40 s/50g z Hallova průtokoměru
Zdánlivá hustota	Hustota balení prášku	Přibližně 60% skutečné hustoty
Skutečná hustota	Hustota materiálu	Liší se podle složení
Plocha povrchu	Plocha povrchu částic na jednotku hmotnosti	Nižší je lepší pro snížení oxidace
Zbytkové plyny a vlhkost	Nečistoty přítomné v prášku	Minimalizováno pro vysoce kvalitní díly

Charakteristika kovového prášku SLS

Charakteristický	Úloha v procesu SLS
Tvar částic a struktura povrchu	ovlivňují tok prášku do každé nové vrstvy, absorpci laseru a odrazivost.
Distribuce velikosti částic	Vliv hustoty balení, dynamiky taveniny, roztíratelnosti
Průtokové charakteristiky	Umožňuje rovnoměrné roztírání, konzistenci vrstvy
Zdánlivá hustota	Řídí vzdálenost mezi částicemi, potřebný příkon energie
Skutečná hustota	Určuje konečnou maximální dosažitelnou hustotu dílu.
Legující přísady	Umožňuje specifické vlastnosti materiálu, jako je pevnost, tvrdost atd.

Aplikace z Kovové prášky SLS

SLS kovový prášek umožňuje tisk funkčních kovových dílů s plnou hustotou, které slouží k výrobě prototypů, nástrojů a pro potřeby krátkodobé výroby v průmyslových odvětvích, jako jsou:

Průmyslové aplikace kovových dílů tištěných technologií SLS

Průmysl	Aplikace	Běžně používané materiály
Aerospace	Lopatky turbíny, motor/konstrukční součásti	Nerezové oceli, superslitiny, slitiny titanu
Automobilový průmysl	Prototypové díly, zakázkové nástroje	Nerezové oceli, nástrojové oceli, slitiny hliníku
Lékařské implantáty	Specifické implantáty pro pacienty, vodítka	Kobaltový chrom, slitiny titanu, nerezová ocel
Průmyslový	Přesné nástroje, robotické uchopovače	Nerezové oceli, nástrojové oceli
Šperky	Prsteny, řetízky, zakázkové kusy	Drahé kovy, jako jsou slitiny zlata, stříbro

Některé jedinečné výhody oproti tradičním výrobním postupům:

Výhody SLS pro výrobu kovových dílů

Benefit	Popis
Volnost geometrie	Žádná omezení geometrie dílů na rozdíl od subtraktivních/odlévacích metod.
Rychlý obrat	Rychlý tisk z dat CAD
Nízká hmotnost	Mřížkové struktury snižují hmotnost o >30%
Konsolidace části	Integrálně tištěné sestavy nahrazují spoje
Hromadné přizpůsobení	Specifické zdravotnické prostředky pro pacienty
Hybridní struktury	Možnost výroby vícemateriálových dílů z kovů a polymerů

Běžné aplikace SLS tištěných kovových dílů v různých průmyslových odvětvích:

Typické aplikace kovových dílů tištěných metodou SLS

aplikace	Příklady	Použité materiály
Funkční prototypy	Součásti motoru, implantáty	Legované oceli, slitiny Ti
Nástroje	Vodítka, přípravky, přípravky na vrtání	Nerezové oceli
Nástroje pro formy	Nástroje pro vstřikování plastů	Nástrojové oceli jako H13
Sériová výroba	Letecké/medicínské komponenty	Slitiny Ti a Ni, CoCr
Lehké konstrukce	Mřížové panely, výztuhy	Slitiny Al, slitiny Ti

Specifikace kovového prášku SLS

Výrobci systémů SLS, jako jsou EOS, 3D Systems a Renishaw, poskytují kvalifikované specifikace kovového prášku SLS, které jsou přizpůsobeny jejich modelům tiskáren. Mezi běžné kovové prášky a velikosti patří:

Typy a rozsahy velikostí kovového prášku SLS

Materiál	Dostupné typy prášků	Rozsah velikosti částic
Nerezová ocel	316L, 17-4PH, 303, 410	15-45 mikronů
Maraging steel	MS1, 18Ni300, 18Ni350	15-45 mikronů
Kobaltový chrom	CoCr, CoCrMo	15-45 mikronů
Slitina hliníku	AlSi10Mg, AlSi12	15-45 mikronů
Slitina titanu	Ti6Al4V Třída 5	15-45 mikronů
Slitina niklu	Inconel 718, Inconel 625	15-45 mikronů

Normalizační organizace definovaly klasifikace různých druhů kovových prášků používaných v procesech AM:

Třídy kovového prášku podle norem ISO/ASTM

Standard	Známky	Popis
ISO 17296-2	PA1 až PA6	Definuje stále přísnější požadavky na nečistoty od P1 do P6.
ISO 17296-3	PM1 až PM4	Definuje tvar a velikost částic od PM1 do PM4.
ASTM F3049	Třída 1 až 4	Definuje přípustné limity pro rozsahy složení od 1 do 4.
ASTM F3056	Typ 1 až Typ 3	Definuje statistické parametry rozdělení velikosti od 1 do 3

Tyto systémy třídění pomáhají stanovit referenční úrovně kvality a pomáhají kupujícím při zadávání zakázek. Prášek třídy PA5 vysoké čistoty by zajistil minimální kontaminaci. Podobně přísnější kontrola chemie třídy 4 snižuje variabilitu.

Kovový prášek SLS Dodavatelé

Prášky SLS připravené k použití dodává po celém světě řada dodavatelů. Mezi přední světové dodavatele patří:

Klíčoví dodavatelé kovových prášků SLS

Dodavatel	Nabízené materiály	Obsluhované zeměpisné oblasti
Sandvik	Nerezová ocel, slitiny Ni, CoCr, nástrojová ocel, slitiny hliníku	Evropa, Asie
Praxair	Ti slitiny, Ni slitiny, nerez, nástrojové oceli	Severní Amerika
Technologie LPW	Nerezová ocel, slitiny hliníku, CoCr	Velká Británie, Evropa
Přísada pro tesaře	Nerezové oceli, CoCr, Cu, slitiny hliníku	Globální
Hoganas	Nerezové oceli, nástrojové oceli	Evropa, Asie

Obvyklá minimální dodávka se pohybuje kolem 10 kg na třídu materiálu, existují však i velkoobjemové kontrakty pro odběratele OEM. Možnosti balení sahají od vakuově uzavřených plechovek až po specializované kazety do strojů SLS, z nichž každá pojme 700 g až 1 kg prášku.

Typy obalů z kovového prášku SLS

Typ	Rozsahy objemu	Charakteristika
Vakuové plechovky	500g až 20kg dávky	Skladovatelnost až 1 rok
Tiskové kazety	Dávky 700 až 1000 g	Minimalizovaná expozice při manipulaci
Materiálové věže	700 až 1200g kazety	Automatické vkládání do tiskárny

Cenové rozpětí běžných materiálů v malých množstvích je následující:

Rozmezí nákladů na kovový prášek pro tisk SLS

Materiál	Cenové rozpětí malého množství*
Nerezová ocel 316L	$60-$100 za kg
Hliník AlSi10Mg	$80-$130 za kg
Maraging steel	$90-$140 za kg
Titan Ti6Al4V	$200-$350 na kg
Kobaltový chrom	$300-$500 za kg
Drahé kovy	$3000+ za kg

Srovnání materiálů kovových prášků SLS

Pro tisk SLS se používají různé kovové slitiny, každá s vlastními vlastnostmi a kompromisy:

Srovnání materiálů kovových prášků SLS

Parametr	Nerezové oceli	Nástrojové oceli	Titanové slitiny	Slitiny niklu	Kobalt Chrome	Hliníkové slitiny
Hustota	Střední	Vyšší	Dolní	Vysoký	Vysoký	Nejnižší
Síla	Střední	Nejvyšší	Středně vysoké	Středně vysoké	Střední	Střední
Tvrdost	Dolní	Velmi vysoko	Střední	Střední	Vyšší	Nízká a střední úroveň
Odolnost proti korozi	Vynikající	Střední	Vynikající	Vynikající	Vynikající	Středně dobré
Biologická kompatibilita	Dobrý	Omezený	Vynikající	Omezený	Vynikající	Dobrý
Tepelná odolnost	Střední	Středně vysoké	Střední	Velmi vysoká	Velmi vysoká	Dolní
Náklady	Nejnižší	Střední	Vysoký	Velmi vysoká	Vysoký	Nízký

Vidíme, že nerezové oceli nabízejí nejlepší kombinaci vlastností, pokud se bere v úvahu cena, zatímco nástrojové oceli poskytují extrémní tvrdost. Titan přináší biokompatibilitu a pevnost při nízké hustotě. Superslitiny jako Inconel a CoCr nabízejí tepelnou stabilitu a biokompatibilitu. Hliníkové slitiny jsou cenově nejefektivnější lehkou variantou.

Výhody a nevýhody běžných kovových prášků SLS

Materiál	Výhody	Nevýhody
Nerezové oceli	Cenově výhodné, snadno obrobitelné	Nižší tvrdost a pevnost
Nástrojové oceli	Extrémně tvrdé a tepelně zpracovatelné	Menší odolnost proti korozi, biokompatibilita
Slitiny titanu	Pevný, lehký, šetrný k životnímu prostředí	Drahé, mohou hořet v kyslíkové atmosféře
Slitiny niklu	Vynikající odolnost proti teplu/korozi	Těžké, toxické, velmi drahé
Kobaltový chrom	Biokompatibilní, odolný proti korozi	Těžké, střední náklady
Slitiny hliníku	Lehké, s dobrou pevností	Nižší bod tání, tvrdost

Kritéria zákazníka pro výběr kovového prášku SLS

Kritéria výběru	Klíčové otázky
Mechanické vlastnosti	Splňuje cílovou pevnost, odolnost proti opotřebení a další mechanické specifikace?
Náklady na materiál	Odpovídá požadovaný typ kovového prášku rozpočtu aplikace?
Následné zpracování	Jsou nutné sekundární operace, jako je lisování za tepla nebo tepelné zpracování?
Velikost výrobní série	Je cílový objem pro produkční tisk SLS příliš vysoký?
Rozměry dílu	Je maximální objem tiskárny dostatečný pro největší geometrie dílů?
Rozlišení, povrchová úprava	Lze procesem SLS dosáhnout požadavků na jemné detaily a kvalitu povrchu?
Dodací lhůta	Je doba dodání dodavatele přijatelná s ohledem na časový plán výroby?

Optimální výběr materiálu, který vyvažuje výkonnostní a ekonomické požadavky, se řídí aplikací konečného dílu.

Přehled procesu tisku kovů SLS

Porozumění 3D tisku SLS pomáhá pochopit, jak vlastnosti prášku ovlivňují kvalitu dílů:

Fáze procesu 3D tisku SLS

Fáze	Popis
3D modelování	Software CAD vytvoří pevný/síťový model dílu pro tisk
Krájení	Model je digitálně rozřezán na vrstvy pro vygenerování souboru pro tiskárnu.
Roztírání prášku	Váleček nebo nůž rozprostře tenkou vrstvu prášku na stavební plošinu.
Laserové skenování	Laser CO2 skenuje práškové lože a taví částice dohromady.
Spouštěcí plošina	Sestavovací platforma se sníží o 1 tloušťku vrstvy (~50 mikronů).
Opakované roztírání/tavení	Kroky se opakují, dokud není vytvořen celý objekt vrstvu po vrstvě.
Následné zpracování	Odstranění přebytečného prášku, závěrečné úpravy pro dokončení dílu

Jak vlastnosti prášku ovlivňují výsledky tisku

Vlastnost Powder	Vliv na kvalitu tisku
Geometrie prášku	Sférické částice s dobrým tokem umožňují rovnoměrné vrstvy bez defektů.
Rozsah velikosti částic	Příliš jemné prášky mají špatný tok, příliš velké vytvářejí špatné rozlišení
Rozložení velikosti	Příliš široké rozdělení může způsobit segregaci nebo variabilní tavení
Zdánlivá hustota	Vyšší hustota přináší větší konečnou hustotu dílu po spékání.
Skutečná hustota	Stanovuje horní hranici dosažitelné hustoty dílů
Textura povrchu	Hrubší částice mohou zachycovat plyny nebo bránit toku prášku.

Vidíme, že několik fyzikálních vlastností prášku přímo ovlivňuje výsledky tisku, takže přísná kontrola ze strany dodavatelů je zásadní.

Následné zpracování kovových dílů vytištěných metodou SLS

Po procesu tisku SLS pomáhají další dokončovací kroky zlepšit konečné vlastnosti dílů:

Běžné kroky následného zpracování dílů SLS

Proces	Popis	Výhody
Odstranění prášku	Přebytečný prášek je odstraněn kartáčem nebo otryskán	Odhalí tištěný objekt
Odstraňování stresu	Zahřívání k odstranění zbytkových napětí	Zlepšuje rozměrovou přesnost
Povrchová úprava	Broušení, leštění, tryskání kuličkami	Vyhlazuje povrch, napomáhá přilnavosti nátěru
Infiltrace	Kapalina vyplňuje zbytkovou pórovitost	Dále zvyšuje hustotu, zlepšuje pevnost
Tepelné zpracování	Tepelné cykly kalení a popouštění	Zvyšuje tvrdost ocelí

Účinky následného zpracování na vlastnosti dílů

Vlastnictví	Vliv následného zpracování
Hustota	Infiltrace epoxidem nebo bronzem vyplňuje póry a zvyšuje hustotu 5-15%
Drsnost povrchu	Ručním/automatickým leštěním lze dosáhnout drsnosti pod 2 mikrony.
Rozměrová přesnost	Tepelný cyklus uvolňující napětí snižuje deformace a zlepšuje přesnost.
Pevnost v tahu	Infiltrace zlepšuje UTS, zatímco tepelné zpracování může zdvojnásobit pevnost v tahu
Tažnost	Kompromis se zlepšením pevnosti po ošetření
Tvrdost	Srážkově kalitelné slitiny, jako je 17-4PH, dobře reagují na ošetření stárnutím.

Následné zpracování tak umožňuje další přizpůsobení vlastností kovu na základě potřeb aplikace.

Kontrola kvality tisku SLS na kov

Konzistentní vysoce kvalitní prášková surovina spolu s monitorováním procesu SLS zajišťují spolehlivé díly:

Kontrola kvality pro Kovový prášek SLS

Parametr	Typická specifikace	Zkušební metody
Distribuce velikosti částic	Průtok v hale > 35s/50g	Prosévání, laserová difrakce
Zdánlivá hustota	65-80% skutečné hustoty	Gravimetrické měření
Složení prášku	Rozsahy legování podle ISO 27296	Rentgenová fluorescence
Morfologie povrchu	Medián kruhovitosti > 0,75	Mikrofotografie, analýza obrazu
Kontaminace	< 50 ppm kyslíku, < 150 ppm dusíku	Analýza fúze inertních plynů

Monitorování procesu tisku SLS

Metrický	Použitý snímač	Účel
Výkon laseru	Vestavěná fotodioda	Zachovává konzistenci fúze
Teplota práškového lože	IR senzor	Zajišťuje celistvost dílů, nedochází k jejich deformaci
Atmosféra	Analyzátor kyslíku	Zabraňuje vznícení prášku ve stavební komoře.
Tloušťka vrstvy	Snímač osy Z	Přesné reprodukovatelné vrstvy

Výsledkem takto přísné kontroly vstupního prášku a nastavení procesu jsou vysoce kvalitní kovové díly z každé výrobní série.

Tisk kovů metodou SLS ve srovnání s alternativami

Mezi další alternativy 3D tisku z kovu k SLS patří:

Porovnání metod 3D tisku kovů

Metrický	Tryskání pojiva	DMLS	SLM	EBM
Suroviny	Prášek ze směsi kovu a polymeru	Kovový prášek	Kovový prášek	Kovový drát/prach
Zdroj energie	Tekuté pojivo	Vláknový laser	Výkonný vláknový laser Yb	Elektronový paprsek
Rychlost budování	Mírné, rychlejší než laserové metody	Pomalé kvůli skenování bod po bodu	Velmi rychle, dochází k úplnému roztavení	Nejrychlejší metoda
Rozlišení, povrchová úprava	horší kvůli pojivu, pomáhá následné zpracování	Velmi dobré díky jemnému laserovému bodu	Vynikající díky plnému roztavení	Mírná v důsledku částečného tání
Rozměrová přesnost	+/- 0,3% s procesem CTQ	+/- 0.1-0.2%	+/- 0.1-0.2%	+/- 0.2-0.3%
Následné zpracování	Vytvrzování, spékání i vytvrzování je nutné	Pouze podpora odstranění	Může být zapotřebí určité obrábění	Většina sekundárních prací je nutná
Náklady na jeden díl	Nižší náklady na materiál pomáhají snížit cenu	Mnohem vyšší provozní náklady	Vysoké náklady na vybavení a materiál	Vysoké náklady na vybavení

Ze všech metod se jeví tryskání pojivem jako nákladově nejefektivnější pro výrobu kovových dílů v nižších objemech do 10 000 kusů. SLS poskytuje nejjednodušší následné zpracování v kombinaci s dobrou přesností a kvalitou povrchu.

Nejčastější dotazy

V jakých průmyslových odvětvích se používá tisk kovů metodou SLS?

Tisk kovů metodou SLS se používá v letectví, automobilovém průmyslu, zdravotnictví a mnoha dalších odvětvích, kde jsou vyžadovány přesné kovové díly.

Jaká je přesnost a rozlišení tisku kovů metodou SLS?

Přesnost a rozlišení závisí na několika faktorech, včetně stroje, materiálu a parametrů procesu, ale tisk kovů pomocí SLS může dosáhnout vysoké úrovně přesnosti.

Je u dílů vytištěných metodou SLS na kov nutné následné zpracování?

Ano, může být vyžadováno následné zpracování za účelem odstranění podpůrných struktur, zlepšení kvality povrchu a splnění specifických požadavků pro danou aplikaci.

Jaká jsou omezení tisku kovů metodou SLS?

K některým omezením patří náklady na zařízení, omezená velikost stavebních komor a potřeba vhodných bezpečnostních opatření vzhledem k použití laserů a kovových prášků.

Lze tisk kovů pomocí SLS použít pro hromadnou výrobu?

Ano, tisk kovů metodou SLS lze použít jak pro výrobu prototypů, tak pro nízkoobjemovou až středněobjemovou výrobu kovových dílů.

Je tisk kovů metodou SLS šetrný k životnímu prostředí?

V porovnání s tradičními výrobními metodami sice může snížit množství materiálového odpadu, ale v souvislosti s dopadem na životní prostředí je třeba vzít v úvahu likvidaci kovových prášků a spotřebu energie.

Existují nějaká bezpečnostní opatření při práci se SLS tiskem na kov?

Ano, při manipulaci s kovovými prášky by měla být přijata bezpečnostní opatření a obsluha by měla být vyškolena pro bezpečnou práci s laserovými systémy.

Jaké jsou náklady na služby tisku kovů pomocí SLS?

Náklady se liší v závislosti na faktorech, jako je výběr materiálu, složitost dílu a množství. Nejlepší je vyžádat si cenové nabídky od poskytovatelů služeb pro konkrétní projekty.

znát více procesů 3D tisku

Často kladené otázky (FAQ)

1) What powder specifications are most critical for SLS Metal Powder?

• Prioritize spherical morphology, PSD 15–45 µm (typical), low satellite content, flowability ≥35 s/50 g (Hall), apparent density ≥55–70% of true density, and low interstitials (O, N, H) aligned to alloy specs to ensure spreadability and consistent fusion.

2) How does particle size distribution affect density and surface finish?

• Narrow, centered PSD improves packing and reduces porosity; too fine increases oxidation and poor flow, too coarse reduces resolution. A slightly bimodal blend can boost packing density but must avoid segregation in the recoater.

3) Can SLS Metal Powder be reused without degrading part quality?

• Yes, with controls: sieve between jobs, track O/N/H and PSD drift, blend with virgin powder (e.g., 20–30%), and log exposure time and build hours. Define reuse limits per alloy (e.g., Ti <8–12 cycles; steels often higher) based on property retention.

4) What atmosphere control is recommended during SLS metal builds?

• High-purity inert gas (argon or nitrogen per alloy compatibility) with O2 typically <1000 ppm for steels/CoCr and <100 ppm for reactive alloys like Ti/Al. Maintain low moisture to limit oxide formation and spatter.

5) Which post-processing steps most improve mechanicals for SLS metals?

• Stress relief followed by HIP for fatigue/leak-critical parts; appropriate aging/solution treatments (e.g., 17‑4PH H900/H1025); machining/electropolishing for surface finish; and passivation for stainless steels to restore corrosion performance.

2025 Industry Trends

• Data-rich CoAs: Suppliers include O/N/H trends, PSD raw files, SEM morphology, and exposure logs to accelerate qualification.
• Sustainability: Closed-loop powder handling, argon recirculation, and powder reconditioning reduce TCO and emissions.
• Application-specific cuts: Tailored PSDs for thin-walled lattices vs. bulk features improve density and surface finish.
• In-situ monitoring: Layer-wise optical/IR monitoring correlates melt signatures with density for faster process windows.
• Binder jetting crossover: Some “SLS” powder portfolios now dual-qualified for binder jet with adjusted PSD and sinter profiles.

2025 Snapshot: SLS Metal Powder KPIs

Metric (2025e)	Typical Value/Range	Notes/Source
PSD (SLS metals)	D10 15–20 µm; D50 25–35 µm; D90 40–50 µm	ISO/ASTM 52907 context
Hall flow (50 g)	≤35–40 s	Flowability for consistent recoating
Zdánlivá hustota	55–70% of true	Correlates with packing and energy needs
Oxygen (stainless)	≤0.05–0.10 wt%	Supplier CoAs
Oxygen (Ti alloys)	≤0.03–0.05 wt%	Lower to preserve ductility
As-built relative density	≥99.0–99.5% (with tuned parameters)	Verified by CT/Archimedes
Typical powder price (316L)	~$60–$120/kg	Region/volume dependent
Reuse cycles (managed)	5–15+ cycles	Alloy/process dependent

Authoritative sources:

• ISO/ASTM 52907; ASTM F3049 (AM powder characterization): https://www.iso.org, https://www.astm.org
• ASM Handbook, Vol. 7: Powder Metallurgy: https://www.asminternational.org
• AMPP/NACE corrosion resources: https://www.ampp.org
• Journals: Additive Manufacturing (Elsevier), Materials & Design

Latest Research Cases

Case Study 1: Optimized PSD Blends for High-Density 316L SLS (2025)

• Background: A contract manufacturer saw variability in density and roughness on thin-wall 316L brackets.
• Solution: Introduced a controlled bimodal PSD (D50 ~30 µm with 10–15% fines), tightened humidity control, and implemented in-situ thermal monitoring; post-build passivation per ASTM A967.
• Results: As-built relative density improved from 98.7% to 99.4%; Ra reduced by ~18%; yield scrap −22%; corrosion performance matched wrought baseline in ASTM G48 screening.

Case Study 2: SLS Ti‑6Al‑4V Lattice Implants with Reduced Oxygen Pickup (2024/2025)

• Background: A medical OEM needed consistent fatigue life in porous Ti lattices with repeated powder reuse.
• Solution: Closed-loop powder handling with argon glovebox, exposure-time logging, and 20% virgin blend per cycle; HIP + tailored surface treatment retained roughness for osseointegration.
• Results: O content stabilized at 0.18–0.22 wt% (spec ≤0.25%); high-cycle fatigue at 10–20 GPa effective modulus improved 17%; rejection rate −30% across three lots; ISO 10993 biocompatibility confirmed.

Názory odborníků

• Dr. John A. Slotwinski, Additive Manufacturing Metrology Expert (former NIST)
• Viewpoint: “Powder quality is more than PSD—interstitials and satellite content are leading indicators of spreadability and porosity in SLS.”
• Prof. Tresa M. Pollock, Distinguished Professor of Materials, UC Santa Barbara
• Viewpoint: “Consistent atmosphere control and calibrated energy density are essential to stabilize microstructure across thin and bulk features in SLS metal parts.”
• Dr. Christina Bertulli, Director of Materials Engineering, EOS
• Viewpoint: “Data-rich supplier documentation paired with in-situ layer monitoring shortens PPAP and improves first-time-right outcomes for SLS Metal Powder.”

Practical Tools/Resources

• Standards: ISO/ASTM 52907, ASTM F3049 (powder), ASTM E8 (tensile), ASTM E18 (hardness), ASTM A967/A380 (stainless passivation)
• Measurement: Laser diffraction for PSD, SEM for morphology/satellites, inert gas fusion for O/N/H, Hall flow and apparent/tap density tests
• Process control: Oxygen/moisture analyzers in build chamber, SPC on density/surface metrics, powder exposure-time logging and reuse SOPs
• Design software: nTopology/Altair Inspire for lattice design; Simufact/Ansys Additive for distortion and scan path optimization
• Qualification: CT for porosity, fatigue testing (ASTM E466/E467) for critical parts; G48/G31 for corrosion screening in relevant alloys

Implementation tips:

• Specify CoAs with chemistry (including O/N/H), PSD D10/D50/D90, flow and density metrics, SEM images, and lot genealogy.
• Match PSD to geometry needs: slightly finer tails for thin walls; avoid excess fines that reduce flow.
• Define reuse limits with property-based triggers (e.g., O% threshold, flow increase, PSD drift) rather than fixed cycle counts.
• Use appropriate post-processing (HIP/heat treat/passivation) tied to the alloy and application’s fatigue/corrosion requirements.

Last updated: 2025-10-13
Changelog: Added focused 5-question FAQ, 2025 KPI table, two recent case studies (316L PSD optimization and Ti‑6Al‑4V lattices), expert viewpoints, and practical tools/resources with implementation tips specific to SLS Metal Powder
Next review date & triggers: 2026-04-20 or earlier if ISO/ASTM powder standards update, major suppliers change CoA practices, or new data on powder reuse/atmosphere control for SLS metals is published