一種應(yīng)用于3D打印中的氧氣傳感器

增材制造（AM）（通常稱(chēng)為3D打�。┮呀�(jīng)改變了許多工業(yè)和學(xué)術(shù)應(yīng)用。相比于傳統(tǒng)的制造工藝，通過(guò)使用該技術(shù)，用戶能夠以更快的速度生產(chǎn)幾何形狀復(fù)雜的零件。

傳感器是機(jī)器必不可少的零件之一，它帶動(dòng)了很多機(jī)器的發(fā)展。當(dāng)用于傳感器的制造時(shí)，3D打印具有多個(gè)優(yōu)點(diǎn)，包括較低的成本，快速的制造速度和高精度。除了具有固有地打印整個(gè)傳感器的功能外，還可以在制造過(guò)程中的任何時(shí)候開(kāi)始或停止3D打印，從而使用戶可以輕松地將傳感器嵌入到已打印的結(jié)構(gòu)中。

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)。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�起另外的雜質(zhì)，即使在非常小的濃度下也不利于構(gòu)建質(zhì)量上乘的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。工采網(wǎng)提供的奧地利SENSORE 3D打印傳感器/氧化鋯氧氣傳感器 - SO-D1-020-A300C可以測(cè)量0.01~2%的氧氣濃度，精度高，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)，封裝為螺紋外殼，帶燒結(jié)金屬頂，線長(zhǎng)為3米，多應(yīng)用于金屬激光燒結(jié)3D打印。

3D打印傳感器/氧化鋯氧氣傳感器SO-D1-020-A300C工作原理:

因?yàn)樵谘趸�鋯電解質(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(pán)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(chēng)為極限電流，它與周邊環(huán)境中的氧氣濃度成正比。

3D打印傳感器/氧化鋯氧氣傳感器SO-D1-020-A300C的優(yōu)點(diǎn):

測(cè)量范圍廣，10 ppm~96%氧氣

精度高

多款型號(hào)呈線性特征

傳感器信號(hào)對(duì)溫度的依賴(lài)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)”