激光增材制造中控制閥流量監(jiān)測(cè)

激光增材制造（LAM）設(shè)備有兩種類型:粉末床和送粉式。1）以同步送粉為技術(shù)特征的激光熔覆沉積（Laser Cladding Deposition，LCD）技術(shù)；2）以粉床鋪粉為技術(shù)特征的選區(qū)激光熔化（Selective Laser Melting，SLM）技術(shù)。根據(jù)美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)“ASTMF42–增材制造”的分類定義，SLA歸類為光聚合工藝;SLS和SLM歸類為粉床工藝;LENS歸類為有向能量沉積工藝。這些工藝?yán)貌煌愋偷募す夂筒牧铣练e方法來(lái)實(shí)現(xiàn)逐層制造。下面著重概述這兩種典型LAM技術(shù)中控制閥流量監(jiān)測(cè)。

目前，基于激光的最具代表性增材制造工藝包括立體光刻技術(shù)(SLA)、激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)(SLS)、激光選區(qū)熔化技術(shù)(SLM)和激光熔覆技術(shù)(LENS)。特別是在工業(yè)應(yīng)用的增材制造主流技術(shù)都是利用激光為能量源將粉末熔化或粘結(jié)成型，例如SLM、SLS、LSF等技術(shù)。激光在進(jìn)行粉末熔融的過(guò)程中，會(huì)與氧氣、氮?dú)獾葰怏w發(fā)生反應(yīng)，造成成型零件質(zhì)量不合格。為防止在粉末熔融的過(guò)程中被氧化，一般的增材制造激光成型設(shè)備的加工區(qū)域都是處在惰性氣體保護(hù)中或真空環(huán)境中。

現(xiàn)有技術(shù)中通常進(jìn)行氣氛控制首先通過(guò)進(jìn)、排氣閥門與手控流量計(jì)，調(diào)節(jié)設(shè)備各個(gè)部分惰性氣體進(jìn)入量，并通過(guò)氧傳感器檢測(cè)成型區(qū)域氧含量，當(dāng)氧含量較低時(shí)，關(guān)閉大流量惰性氣體進(jìn)入閥，開啟小流量惰性氣體進(jìn)入閥，從而維持整個(gè)成型過(guò)程中所需的氣氛環(huán)境。而整個(gè)成型過(guò)程中小流量氣體始終通入，使氧含量達(dá)到要求后持續(xù)降低，由此造成不必要的浪費(fèi)；其次成型過(guò)程中突發(fā)意外造成氧含量上升，將導(dǎo)致大流量氣體與小流量氣體來(lái)回切換，控制程序麻煩且設(shè)備穩(wěn)定性差；

這就需要監(jiān)測(cè)增材制造而形成的流體控制閥，該流體控制閥具有有助于熱管理的屬性處理高壓下的流動(dòng)流體可能需要使用控制設(shè)備來(lái)達(dá)到能量損失或高壓降。然而，流過(guò)這種控制設(shè)備的流體的極端條件可能由于氣蝕(可以是指流體對(duì)控制設(shè)備部件的高速內(nèi)爆)造成控制設(shè)備的腐蝕?？刂圃O(shè)備的腐蝕可能會(huì)降低控制設(shè)備達(dá)到期望的能量損失或高壓降的能力的有效性。除腐蝕問(wèn)題之外，流體的高壓和高速流動(dòng)還可能導(dǎo)致閥內(nèi)的流動(dòng)特性變得不可預(yù)測(cè)和不穩(wěn)定。為監(jiān)測(cè)流體的流向工采網(wǎng)推薦使用瑞士IST硅流量傳感器 熱式質(zhì)量流量傳感器–SFS01。

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