คุณภาพของชิ้นส่วนโลหะที่พิมพ์ 3 มิติขึ้นอยู่กับผง
ในฐานะวัตถุดิบ คุณภาพของผงโลหะเป็นตัวกำหนดคุณภาพของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายเป็นส่วนใหญ่ โดยทั่วไปแล้ว ความสะอาด สัณฐานวิทยา และการกระจายตัวของขนาดอนุภาคของผงโลหะเป็นปัจจัยสำคัญที่จำกัดประสิทธิภาพการขึ้นรูปของชิ้นส่วน
สัณฐานวิทยาของผงโลหะส่งผลโดยตรงต่อความหนาแน่นรวมและความลื่นไหล ซึ่งส่งผลต่อกระบวนการป้อนและกระจายผงโลหะ รวมถึงประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของชิ้นส่วน ในการผลิตผงโลหะแบบฟิวชันด้วยวัสดุผสม กลไกการกระจายตัวของผงโลหะจะกระจายอนุภาคผงโลหะอย่างสม่ำเสมอในพื้นที่ขึ้นรูป และคุณสมบัติการไหลที่ดีเป็นกุญแจสำคัญในการทำให้ผงโลหะมีรูปร่างแบนราบและสม่ำเสมอ ผงโลหะทรงกลมและเกือบทรงกลมมีคุณสมบัติการไหลที่ดี มีความหนาแน่นรวมสูง ความหนาแน่นสูง และโครงสร้างที่สม่ำเสมอ และเป็นผงโลหะวัตถุดิบที่นิยมใช้ในการผลิตผงโลหะแบบฟิวชันด้วยวัสดุผสม
อย่างไรก็ตาม หากมีผงกลวงและผงโลหะขนาดเล็กในผงโลหะทรงกลมและเกือบทรงกลม ประสิทธิภาพขั้นสุดท้ายของชิ้นส่วนจะลดลง ผงกลวงมีสัดส่วนสูงกว่าในผงที่มีขนาดอนุภาคใหญ่กว่า 70 ไมโครเมตร ซึ่งจะทำให้เกิดข้อบกพร่อง เช่น รูพรุนในชิ้นส่วนที่ขึ้นรูปแล้ว ซึ่งกำจัดได้ยาก ผงทรายจะลดความลื่นไหลของผงและขัดขวางการสะสมของผงอย่างสม่ำเสมอระหว่างการกระจายตัวของชั้นผงที่ต่อเนื่องกัน ทำให้เกิดข้อบกพร่องของชิ้นส่วน ดังนั้น ผงโลหะสำหรับการผลิตแบบเติมแต่งด้วยผงผสมแบบฟิวชั่น (Powder Bed Fusion) ควรลดสัดส่วนของผงกลวงและผงทรายในวัตถุดิบผงให้น้อยที่สุด
การกระจายขนาดอนุภาคของผงใช้เพื่อจำแนกองค์ประกอบและการเปลี่ยนแปลงของอนุภาคที่มีขนาดอนุภาคต่างกันในระบบอนุภาคผง และเป็นพารามิเตอร์สำคัญที่ใช้อธิบายลักษณะของอนุภาคผง
ขนาดอนุภาคของผงส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการกระจายตัวของผง ความเร็วในการขึ้นรูป ความแม่นยำในการขึ้นรูป และความสม่ำเสมอของกระบวนการผลิตแบบเติมแต่ง สำหรับกระบวนการที่แตกต่างกัน ขนาดอนุภาคของผงที่เลือกจะแตกต่างกัน โดยทั่วไปแล้ว เทคโนโลยีการหลอมแบบเลือกเฉพาะด้วยเลเซอร์ (SLM) จะคัดเลือกผงที่มีขนาดอนุภาค 15-45 ไมโครเมตร และเทคโนโลยีการหลอมแบบเลือกเฉพาะด้วยลำแสงอิเล็กตรอน (SEBM) จะคัดเลือกผงที่มีขนาดอนุภาค 45-106 ไมโครเมตร
จากมุมมองของอุณหพลศาสตร์และจลนพลศาสตร์ ยิ่งอนุภาคผงมีขนาดเล็กเท่าใด พื้นที่ผิวจำเพาะก็จะยิ่งมากขึ้น และแรงขับเคลื่อนการเผาผนึกก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น กล่าวคือ อนุภาคผงขนาดเล็กจะเอื้อต่อการขึ้นรูปชิ้นส่วน อย่างไรก็ตาม ผงที่มีอนุภาคละเอียดเกินไปจะทำให้ความลื่นไหลลดลง ความหนาแน่นหลวม และการนำไฟฟ้าของผงลดลง ความสามารถในการขึ้นรูปของผงจะลดลง และมีแนวโน้มที่จะเกิดการขึ้นรูปเป็นทรงกลมในระหว่างกระบวนการพิมพ์ ขนาดอนุภาคผงที่หยาบเกินไปจะลดกิจกรรมการเผาผนึกของผง ความสม่ำเสมอของการกระจายตัวของผง และความแม่นยำในการขึ้นรูป
ดังนั้น ผงหยาบและผงละเอียดจึงถูกจับคู่อย่างเหมาะสมตามข้อกำหนดด้านสมรรถนะของชิ้นงานขั้นสุดท้าย เพื่อปรับปรุงความหนาแน่นรวมและความลื่นไหลของผง ซึ่งเอื้อต่อการผลิตสารเติมแต่งแบบหลอมรวมผง นักวิจัยเชื่อว่าภายใต้ช่วงขนาดอนุภาคทั่วไปของกระบวนการผลิตสารเติมแต่งแบบหลอมรวมผงด้วยเลเซอร์ การใช้การกระจายขนาดอนุภาคที่กว้างขึ้นจะช่วยเพิ่มการเติมอนุภาคขนาดเล็กลงในช่องว่างระหว่างอนุภาคขนาดใหญ่ และปรับปรุงความหนาแน่นของผงในระหว่างกระบวนการวางผง
จากสถานะการวิจัยในปัจจุบันเกี่ยวกับอิทธิพลของการเปลี่ยนแปลงลักษณะของผงที่มีต่อคุณภาพการขึ้นรูป การเปลี่ยนแปลงขนาด สัณฐานวิทยา และสภาพพื้นผิวของผงส่งผลต่อการกระจายตัวของผงและคุณภาพการขึ้นรูปของผง ในแง่ของความหนาแน่นในการขึ้นรูป การกระจายตัวของขนาดอนุภาคที่เหมาะสม ความกลมที่สูงขึ้น และการลดแรงยึดเกาะระหว่างอนุภาค สามารถปรับปรุงความหนาแน่นแบบหลวมและคุณภาพการกระจายตัวของผง ลดจำนวนรูพรุนและข้อบกพร่องที่ไม่ถูกหลอมรวมในชิ้นงานขึ้นรูป และปรับปรุงความหนาแน่นในการขึ้นรูป