3D打印金屬機(jī)工作過程氧氣濃度監(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(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^程的許多副產(chǎn)物可能是有害的或有毒的。3D打印設(shè)備通過分層切片工藝,，借助激光對粉末進(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”填充室來實(shí)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(dǎo)致金屬粉末內(nèi)氧含量超過限定值產(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(shè)備需要將氧含量控制在一個(gè)極低的范圍,，如果成型倉內(nèi)的氧氣含量過高，3D打印機(jī)的零件在高溫作業(yè)下造成氧化嚴(yán)重,，打印過程中出現(xiàn)球化,、黑煙等現(xiàn)象，甚至?xí)��?dǎo)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(dāng)金屬粉末中的氧濃度超過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,，這可能會導(dǎo)致各種各樣的問題。

但對于金屬3D打印而言,，因?yàn)榇蛴∵^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,，客戶對此指標(biāo)的要求更為嚴(yán)格。因此,，對金屬3D打印測氧技術(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�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),，氧氣通過氧化鋯盤被抽到陽極,。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(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(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):