3D打印金属机工作过程氧气浓度监控方案

3D打印机又称3D打印机，是一种利用快速成型技术，以数字模型文件为基础，利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)制作待成型粉末，将铺好的待成型粉末逐层熔化/熔融，然后固化、堆积、成型，构建三维实体的打印设备。3D打印通常在密封的房间里进行，因为这个过程的许多副产品可能是有害或有毒的。3D打印设备通过分层切片工艺使用激光烧结粉末。另外，要求在印刷中尽可能减少金属与大气中氧气的接触。目前，惰性气体“地毯”通常用于填充腔室。但有些金属粉末不可避免地会接触到氧气，当金属粉末中的氧含量超过限定值时，就会产生杂质。因为金属3D打印的原料是金属粉末，所以对零件的含氧量有极高的要求。为了避免粉末在成型过程中被氧化，设备需要将氧含量控制在极低的范围内。如果成型仓内的氧气含量过高，3D打印机的零部件在高温操作下会被严重氧化，打印时会出现球化和黑烟，甚至会导致打印时发生爆炸，造成安全隐患。数据显示，当金属粉末中的氧浓度超过200ppm时，最终产品会发生显著变化。拉伸强度和延展性受大气中杂质的影响。氢气或氮气也可能导致其他杂质，即使是非常小的浓度，也不利于以最佳质量构建3D打印金属物体。随着3D打印机再次使用相同的粉末床，后续的打印作业将逐渐增加杂质的量，这可能会导致各种问题。但对于金属3D打印，由于打印过程中金属重熔后元素以气体形式存在，可能会局部产生气孔等缺陷，影响工件的致密性和机械性能。因此，对于不同体系的金属粉末，氧含量是一个重要的指标，工业上对这个指标的一般要求是1500ppm以下，即金属中氧的质量百分含量在0.13-0.15%之间。在航空航天等特殊应用领域，客户对该指标的要求更加严格。因此，金属3D打印测氧技术的工矿网推荐使用so-d0-020-a100c这种限流微量氧传感器，但该传感器需要与奥地利SENSORE Electronic GmbH公司的限流氧化锆通用传输板-GSB配套使用。极限电流微量氧传感器SO-D0-020-A100C的工作原理:由于氧化锆电解质中电流的载体是氧离子，当向氧化锆电解池施加电压时，氧气通过氧化锆圆盘被抽向阳极。如果在电解池的阴极上加一个有孔的盖子，流向阴极的氧气的速度将会受到限制。受该速率的限制，随着施加的电压逐渐增加，电解槽中的电流将达到饱和。这个饱和电流称为极限电流，与周围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传感器，量程为0.01%~2%，线长1m，最低可检测100ppm的氧。微量氧传感器SO-D0-020-A100C广泛应用于金属激光烧结3D打印机、制氮、发酵等领域。SO-D0-020-A100C的特点:可测试100~20000ppm的氧气浓度。许多模型具有高精度的线性特性。传感器信号对温度的依赖性小，交叉灵敏度低，使用寿命长。大多数情况下，只需要“单点校准”SO-D0-020-A100C的特性数据: