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[3D官方教程] 3D打印金属机工作过程氧气浓度监控方案

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发表于 2020-8-17 14:39:06 | 显示全部楼层 |阅读模式 来自: 中国广东深圳

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3D打印机又称三维打印机,是一种利用快速成形技术,以数字模型文件为基础,采用金属或非金属材料(如ABS、PC、PA、PLA等塑料、光敏树脂、橡胶、不锈钢、钛合金、陶瓷、混凝土等材料)制成的待成型粉末,将平铺好的待成型粉末逐层熔化/融化,然后固化堆积成型来构造三维的实体的打印设备。
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3D打印通常发生在密封的室内,因为该过程的许多副产物可能是有害的或有毒的。3D打印设备通过分层切片工艺,借助激光对粉末进行烧结。此外,要求打印中尽可能地减少金属和大气中氧元素的接触,目前多采用惰性气体“地毯”填充室来实现。然而,一些金属粉末仍然不可避免的会与氧接触,从而导致金属粉末内氧含量超过限定值产生杂质。8 H; C2 s0 p2 `5 R" i! t) M) K
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4 `9 S) s/ `* U& |) w/ [金属3D打印由于原材料为金属粉末,对零件成形的氧含量有极高的要求,为了避免粉末在成形过程中氧化,设备需要将氧含量控制在一个极低的范围,如果成型仓内的氧气含量过高,3D打印机的零件在高温作业下造成氧化严重,打印过程中出现球化、黑烟等现象,甚至会导致打印过程中出现放射,造成安全隐患。$ d1 W% |3 }& n  Z$ K; ?$ ~4 m/ M

5 X7 l1 ]9 D( ~2 N: w) _# w, a有数据显示,当金属粉末中的氧浓度超过200ppm时,最终产品将显著变化。拉伸强度和延展性显示出受到大气中杂质的影响。氢或氮气也可能引起另外的杂质,即使在非常小的浓度下也不利于构建质量最佳的3D打印金属物件。随着3D打印机再次使用相同的粉末床,随后的打印作业将逐渐增加杂质的量,这可能会导致各种各样的问题。
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) q0 m& c* l9 E0 }5 ^6 H5 z9 m但对于金属3D打印而言,因为打印过程中金属重熔后,元素以气体形态存在,有可能在局部生成气眼等缺陷,影响工件致密性及力学性能。所以,对不同体系的金属粉末,氧含量均为一项重要指标,业内对该指标的一般要求在1500ppm以下,也即氧元素在金属中所占的质量百分比在0.13~0.15%之间,航空航天等特殊应用领域,客户对此指标的要求更为严格。因此,对金属3D打印测氧技术工采网推荐极限电流型微量氧传感器 - SO-D0-020-A100C,但该传感器需要和奥地利SENSORE Electronic GmbH极限电流氧化锆通用变送板 - GSB配套使用。8 Q* E* O! u3 V8 n( _! m. O
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极限电流型微量氧传感器SO-D0-020-A100C工作原理:因为在氧化锆电解质中电流的载体是氧离子,所以当电压施加到氧化锆电解槽时,氧气通过氧化锆盘被抽到阳极。如果给电解槽阴极加上一个带孔的盖子,氧气流向阴极的速率就会受到限制。受到这个速率的限制,随着所施加的电压逐渐增加,电解槽内的电流会达到饱和。这个饱和电流被称为极限电流,它与周边环境中的氧气浓度成正比。SO-D0-020-A100C是极限电流型氧化锆氧气传感器,量程为0.01%~2%,线长1米,最低可以检测100ppm的氧气,微量氧传感器SO-D0-020-A100C广泛用于金属激光烧结3D打印机、制氮、发酵等领域。
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& C1 v& }' C' v8 T$ W" ~& _# N$ O1 J: Q极限电流型微量氧传感器SO-D0-020-A100C特点:
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# w4 c* w  u* Z1 J" H- B( E可以测试100~20000ppm的氧气浓度
& R! e1 c0 q- u: F. E% h4 }1 O高精度- c  Q% z1 G& H# d# Z
多款型号呈线性特征# _4 B) [4 {) X/ ?9 B# G) D% E: S
传感器信号对温度的依赖性小
. @* {+ ?% H& {6 e  P' Z7 c- B交叉灵敏度低5 j$ `* v' `' w3 a$ }  d
使用寿命长
; I' s2 K- a) |在多数情况下只需进行一次“单点校准”7 c9 ^/ j4 |' M( O

& c. i" W# Q5 S; D1 R' ~极限电流型微量氧传感器SO-D0-020-A100C特性数据:
& n# H& r4 r* |2 B$ ~http://news.isweek.cn/wp-content/uploads/2020/08/%E5%9B%BE%E7%89%8733.png
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