گاز خنثی نقشی اساسی در تولید قطعات فلزی ساخت افزایشی با کیفیت بالا ایفا می کند – نه تنها برای فرآیند چاپ در فضای خنثی بلکه باید از ناخالصی ها اجتناب شود. گاز خنثی نیز برای فرآیندهای قبل و بعد از تولید مانند تولید و ذخیره سازی پودر فلز ضروری است.
۱- غلبه بر ناخالصی های فضای ساخت
فرآیند ساخت افزودنی مبتنی بر پودر، در یک محفظه بسته پر از گازهای خنثی با خلوص بالا مانند آرگون و نیتروژن انجام می شود. آنچه کمتر شناخته شده است این است که حتی پس از پاکسازی اتمسفر بین چرخه‌های ساخت، ناخالصی ها می توانند به دلیل پاکسازی ناقص یا از طریق اتصالات شل یا فضای خالی در خود پودر فلز در محفظه باقی بمانند.
حتی تغییرات بسیار کوچک در محتوای اکسیژن می تواند خواص مکانیکی یا شیمیایی آلیاژهای حساس به اکسیژن مثل تیتانیوم یا آلومینیوم را مختل کند و می تواند بر ترکیب محصول نهایی تأثیر بگذارد و در نتیجه ویژگی های فیزیکی منفی مانند تغییر رنگ و حتی مقاومت در برابر خستگی ضعیف ایجاد کند. برای صنایعی که در خط مقدم پذیرش ساخت افزودنی هستند مانند هوافضا، خودروسازی و پزشکی، اجتناب از این نکات منفی تولید بسیار مهم است.
۲- تولید و ذخیره سازی پودر فلز
خواص مکانیکی یک محصول نهایی نه تنها به خود فرآیند ساخت افزایشی بستگی زیادی دارد، بلکه به ویژگی های پودر مورد استفاده در آن فرآیند نیز وابسطه است. کیفیت پودرهای فلزی مورد استفاده در ساخت افزایشی بسیار مهم است زیرا می تواند بر خواص فیزیکی محصول نهایی از جمله استحکام کششی، تردی، مقاومت در برابر ضربه، تحمل حرارت و مقاومت در برابر خوردگی تأثیر بگذارد. کیفیت پودر نیز نقشی حیاتی در ثبات و تکرارپذیری تولید بازی می‌کند.
هرچه کروی بودن پودر فلز بیشتر باشد پودر فلز به نرمی و بصورت یکنواخت در داخل چاپگر سه بعدی جریان می یابد. تراکم لایه پودری بالا نیز برای تولید قطعات متراکم با سرعت اسکن بالا نیاز است که سبب بهره¬وری بالا می¬شود. چگالی یک لایه پودر به ویژه به شکل و اندازه ذرات و همچنین توزیع اندازه بستگی دارد. شکل ذرات بر تخلخل تأثیر می گذارد چراکه هرچه کروی شکل بودن کمتر باشد منجر به چگالی کمتر و در نتیجه تخلخل بیشتر می شود.
۳-چالش ذخیره سازی پودر
پس از تولید پودرهای فلزی، باید از رطوبت به این پودرها جلوگیری کرد و باید در فضایی که رطوبت کمی وجود دارد نگهداری شوند. کیفیت پودر فلز تأثیر اساسی بر ریز ساختار و خواص فیزیکی آیتم پرینت سه بعدی دارد، بنابراین باید از کیفیت مشخص و ثابتی برخوردار باشد، به این معنی که نگهداری و جابجایی صحیح آن حیاتی است. رطوبت باعث پیری پودر، کاهش جریان پذیری آن و افزایش مقدار اکسیژن در حین چاپ می شود.
پودرهای فلزی معمولاً در ظروف یا کابینت های بسته در مجاورت چاپگر تا زمانی که نیاز باشد ذخیره می‌شوند. با این حال، با هر باز شدن ظرف، هوا و رطوبت محیط وارد آن می شود و بر خصوصیات شیمیایی و فیزیکی پودر تأثیر می گذارد و باعث پیری آن می شود. هنگامی که پودر در کابینت ذخیره می شود، می‌تواند با جو درون خود کابینت واکنش نشان دهد. حتی اگر کابینت تمیز شود، هوا و رطوبت محیط با هر بار باز شدن درها جریان پیدا می‌کند که منجر به آلودگی و تخریب می‌شود.
