3D打印金屬機(jī)工作過(guò)程氧氣濃度監(jiān)控方案

3D打印機(jī)又稱三維打印機(jī)，是一種利用快速成形技術(shù)，以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，采用金屬或非金屬材料(如ABS、PC、PA、PLA等塑料、光敏樹(shù)脂、橡膠、不銹鋼、鈦合金、陶瓷、混凝土等材料)制成的待成型粉末，將平鋪好的待成型粉末逐層熔化/融化，然后固化堆積成型來(lái)構(gòu)造三維的實(shí)體的打印設(shè)備。

3D打印通常發(fā)生在密封的室內(nèi)，因?yàn)樵撨^(guò)程的許多副產(chǎn)物可能是有害的或有毒的。3D打印設(shè)備通過(guò)分層切片工藝，借助激光對(duì)粉末進(jìn)行燒結(jié)。此外，要求打印中盡可能地減少金屬和大氣中氧元素的接觸，目前多采用惰性氣體“地毯”填充室來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而，一些金屬粉末仍然不可避免的會(huì)與氧接觸，從而導(dǎo)致金屬粉末內(nèi)氧含量超過(guò)限定值產(chǎn)生雜質(zhì)。

金屬3D打印由于原材料為金屬粉末，對(duì)零件成形的氧含量有極高的要求，為了避免粉末在成形過(guò)程中氧化，設(shè)備需要將氧含量控制在一個(gè)極低的范圍，如果成型倉(cāng)內(nèi)的氧氣含量過(guò)高，3D打印機(jī)的零件在高溫作業(yè)下造成氧化嚴(yán)重，打印過(guò)程中出現(xiàn)球化、黑煙等現(xiàn)象，甚至?xí)?dǎo)致打印過(guò)程中出現(xiàn)爆炸，造成安全隱患。

有數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)金屬粉末中的氧濃度超過(guò)200ppm時(shí)，最終產(chǎn)品將顯著變化。拉伸強(qiáng)度和延展性顯示出受到大氣中雜質(zhì)的影響。氫或氮?dú)庖部赡芤鹆硗獾碾s質(zhì)，即使在非常小的濃度下也不利于構(gòu)建質(zhì)量最佳的3D打印金屬物件。隨著3D打印機(jī)再次使用相同的粉末床，隨后的打印作業(yè)將逐漸增加雜質(zhì)的量，這可能會(huì)導(dǎo)致各種各樣的問(wèn)題。

但對(duì)于金屬3D打印而言，因?yàn)榇蛴∵^(guò)程中金屬重熔后，元素以氣體形態(tài)存在，有可能在局部生成氣眼等缺陷，影響工件致密性及力學(xué)性能。所以，對(duì)不同體系的金屬粉末，氧含量均為一項(xiàng)重要指標(biāo)，業(yè)內(nèi)對(duì)該指標(biāo)的一般要求在1500ppm以下，也即氧元素在金屬中所占的質(zhì)量百分比在0.13~0.15%之間，航空航天等特殊應(yīng)用領(lǐng)域，客戶對(duì)此指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格。因此，對(duì)金屬3D打印測(cè)氧技術(shù)工采網(wǎng)推薦極限電流型微量氧傳感器 - SO-D0-020-A100C，但該傳感器需要和奧地利SENSORE Electronic GmbH極限電流氧化鋯通用變送板 - GSB配套使用。

極限電流型微量氧傳感器SO-D0-020-A100C工作原理:因?yàn)樵谘趸嗠娊赓|(zhì)中電流的載體是氧離子，所以當(dāng)電壓施加到氧化鋯電解槽時(shí)，氧氣通過(guò)氧化鋯盤被抽到陽(yáng)極。如果給電解槽陰極加上一個(gè)帶孔的蓋子，氧氣流向陰極的速率就會(huì)受到限制。受到這個(gè)速率的限制，隨著所施加的電壓逐漸增加，電解槽內(nèi)的電流會(huì)達(dá)到飽和。這個(gè)飽和電流被稱為極限電流，它與周邊環(huán)境中的氧氣濃度成正比。SO-D0-020-A100C是極限電流型氧化鋯氧氣傳感器，量程為0.01%~2%，線長(zhǎng)1米，最低可以檢測(cè)100ppm的氧氣，微量氧傳感器SO-D0-020-A100C廣泛用于金屬激光燒結(jié)3D打印機(jī)、制氮、發(fā)酵等領(lǐng)域。

極限電流型微量氧傳感器SO-D0-020-A100C特點(diǎn):

可以測(cè)試100~20000ppm的氧氣濃度

高精度

多款型號(hào)呈線性特征

傳感器信號(hào)對(duì)溫度的依賴性小

交叉靈敏度低

使用壽命長(zhǎng)

在多數(shù)情況下只需進(jìn)行一次“單點(diǎn)校準(zhǔn)”

極限電流型微量氧傳感器SO-D0-020-A100C特性數(shù)據(jù):