金属 3D 打印过程中，金属粉末在高温下易与空气中的氧气、水分发生氧化反应，导致零件出现气孔、夹杂、性能下降等问题。防止粉末氧化需从环境控制、材料管理、工艺优化等多环节协同入手，具体方法如下：

1. 惰性气体环境保护

通过向打印工作室填充高纯度惰性气体，置换空气以降低氧气和水分含量，是核心的防氧化手段。

• 低氧环境维持：在 SLM设备中，需将工作室氧气含量严格控制在0.1% 以下（部分要求≤0.01%），水分含量控制在露点 - 40℃以下。通常采用氩气或氮气作为保护气。
• 气体循环与净化：设备内置气体循环系统，通过过滤器去除循环气体中的杂质、水分和氧化产物，持续保持气体纯度，避免频繁更换气体导致的环境波动。

2. 粉末存储与预处理控制

粉末在接触打印环境前若已吸潮或氧化，会加剧打印过程中的氧化问题，因此需严格管理粉末的存储与预处理：

• 惰性氛围存储：金属粉末需储存在密封容器中，内部充入氩气等惰性气体，或存放于真空干燥箱，避免长期暴露在空气中吸潮、氧化。
• 打印前预处理：使用前需对粉末进行烘干和筛分，操作需在惰性气体手套箱内完成，防止粉末与空气直接接触。

3. 设备密封与真空环境辅助

通过优化设备结构密封性，减少外界空气渗入，或结合真空环境进一步隔绝氧气：

• 高气密性设计：打印舱体采用密封结构，并配备压力监测系统，实时检测泄漏并报警，确保惰性气体氛围稳定。
• 真空预处理：打印前对工作室进行抽真空，先去除舱内大部分空气和水分，再充入惰性气体，可进一步降低残留氧气含量。
• 真空打印技术：如 EBM设备直接在真空环境中工作，电子束能量使金属粉末熔化，真空环境从根本上避免了氧气与高温金属的接触，特别适合高活性金属的打印。

4. 工艺参数优化

通过调整打印参数，减少粉末与氧气的反应时间或降低氧化反应活性：