传感器监测金属3D打印工作过程中的氧含量控制

2021-09-26 11:15

3D打印机是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

其原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的＂墨水＂是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

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，例如：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。

利用氧化锆氧气传感器监测金属3D打印工作过程中的氧含量控制

另一方面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爆炸，造成安全隐患。为此对金属3D打印测氧技术工采网推荐奥地利SENSORE 3D打印传感器／氧化锆氧气传感器－ SO－D1－020－A300C。

3D打印传感器／氧化锆氧气传感器SO－D1－020－A300C可以测量0．01～2％的氧气浓度，精度高，交叉灵敏度低，使用寿命长，在多数情况下只需进行一次单点校准，封装为螺纹外壳，带烧结金属顶，线长为3米，多应用于金属激光烧结3D打印。工作原理为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。

3D打印传感器／氧化锆氧气传感器SO－D1－020－A300C的优点：

测量范围广，10 ppm～96％氧气

精度高

多款型号呈线性特征

传感器信号对温度的依赖性小

交叉灵敏度低

使用寿命长

在多数情况下只需进行一次“单点校准”

3D打印传感器／氧化锆氧气传感器SO－D1－020－A300C特性数据：

利用氧化锆氧气传感器监测金属3D打印工作过程中的氧含量控制