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3D打印金屬機工作過程氧氣濃度監(jiān)控方案

3D打印機
2020
08/17
14:47
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3D打印機又稱三維打印機,是一種利用快速成形技術,以數(shù)字模型文件為基礎,采用金屬或非金屬材料(如ABS、PC、PA、PLA等塑料、光敏樹脂、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構造三維的實體的打印設備。
3D打印通常發(fā)生在密封的室內,因為該過程的許多副產物可能是有害的或有毒的。3D打印設備通過分層切片工藝,借助激光對粉末進行燒結。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”填充室來實現(xiàn)。然而,一些金屬粉末仍然不可避免的會與氧接觸,從而導致金屬粉末內氧含量超過限定值產生雜質。
金屬3D打印由于原材料為金屬粉末,對零件成形的氧含量有極高的要求,為了避免粉末在成形過程中氧化,設備需要將氧含量控制在一個極低的范圍,如果成型倉內的氧氣含量過高,3D打印機的零件在高溫作業(yè)下造成氧化嚴重,打印過程中出現(xiàn)球化、黑煙等現(xiàn)象,甚至會導致打印過程中出現(xiàn)爆炸,造成安全隱患。

有數(shù)據(jù)顯示,當金屬粉末中的氧濃度超過200ppm時,最終產品將顯著變化。拉伸強度和延展性顯示出受到大氣中雜質的影響。氫或氮氣也可能引起另外的雜質,即使在非常小的濃度下也不利于構建質量最佳的3D打印金屬物件。隨著3D打印機再次使用相同的粉末床,隨后的打印作業(yè)將逐漸增加雜質的量,這可能會導致各種各樣的問題。
但對于金屬3D打印而言,因為打印過程中金屬重熔后,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性能。所以,對不同體系的金屬粉末,氧含量均為一項重要指標,業(yè)內對該指標的一般要求在1500ppm以下,也即氧元素在金屬中所占的質量百分比在0.13~0.15%之間,航空航天等特殊應用領域,客戶對此指標的要求更為嚴格。因此,對金屬3D打印測氧技術工采網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:因為在氧化鋯電解質中電流的載體是氧離子,所以當電壓施加到氧化鋯電解槽時,氧氣通過氧化鋯盤被抽到陽極。如果給電解槽陰極加上一個帶孔的蓋子,氧氣流向陰極的速率就會受到限制。受到這個速率的限制,隨著所施加的電壓逐漸增加,電解槽內的電流會達到飽和。這個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1米,最低可以檢測100ppm的氧氣,微量氧傳感器SO-D0-020-A100C廣泛用于金屬激光燒結3D打印機、制氮、發(fā)酵等領域。
極限電流型微量氧傳感器SO-D0-020-A100C特點:
可以測試100~20000ppm的氧氣濃度
高精度
多款型號呈線性特征
傳感器信號對溫度的依賴性小
交叉靈敏度低
使用壽命長
在多數(shù)情況下只需進行一次“單點校準”
極限電流型微量氧傳感器SO-D0-020-A100C特性數(shù)據(jù):

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