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                                SHENZHEN HARVEST TECHNOLOGY DEVELOPMENT LIMITED

微量水和氧的测量在3D打印上的应用

来源:Baker Hughes数字化解决方案 | 作者:Baker Hughes | 发布时间: 2021-07-27 | 248 次浏览 | 分享到:

微量水和氧的测量在3D打印上的应用概述

3D打印市场在未来几年有望出现显著增长。3D打印的过程包括应用一层细小的金属或聚合物粉末,然后用激光技术将这些粉末熔化。这一过程发生在3D打印机的腔室中,在那里,环境中的氧气和水分含量受到严密监控。过多的水分和/或氧气会导致原料粉末氧化和层间焊接强度降低,导致部件过早失效。因此,在粉末层开始激光键合之前,氧气从腔室中排出,并用氩气置换。出于控制产品质量的原因,在生产用作材料的细金属粉末时,测量氧气和水分也很重要。


在这两种应用中,在处理大量金属粉末时,测量氧气和水分具有重要的安全性。氧气必须保持在爆炸极限以下,以避免粉尘爆炸,因此即使在标准惰性气体的情况下如氮气或二氧化碳,一些金属仍然可以点燃,也要连续测量 氧气含量。


湿度测量也很关键,因为一些金属粉末(铝或镁)会产生氢气和蒸汽。此外,潮湿的金属粉末 极其危险,会产生强烈的放热反应,导致蒸汽爆炸

优点

  • 维护和校准要求低

  • 紧凑设计,集成显示器

  • 响应速度快,无背景干扰

  • 在类似应用中经验证的现场能

  • 成熟的燃料电池技术

应用

氧和水含量在3D打印过程中的有两个测量点,即每个3D打印机的腔室和精细金属粉末原料制造。

3D打印机

每台3D打印机都会有一个氧含量测量仪,大多数都会有湿度测量仪。这些测量对于检测由于泄漏、不完全清洗或基材污染引起的环境变化至关重要,其结果可能导致部件机械和化学性能的变化。这些测量在整个3D打印过程中都是连续的,在3D打印过程中,环境应保持稳定,除非需要对腔室进行吹扫的置换。

金属粉末制造

在金属粉末生产现场,也要进行了类似的测量,以避免原料产品受到污染。制造和储存通常可以在惰性气氛中进行,鉴于氩的惰性和氧的高密度比,氩是首选气体。二氧化碳或氮气等标准惰性气体可能无效,因为某些金属仍可能着火。


挑战

制造3D打印机的挑战在于变送器的尺寸及测量的可靠性。3D打印机的空间是有限的,因此测量解决方案必须有适当的外形和适应背景气体的干扰,如氮气或氩气等。打印时间可以是数小时或数天,因此变送器必须在无需干预的情况下运行,同时具有快速响应的特点,以便操作员有时间响应内腔的变化。

解决方案

Oxy.lQ是氧气测量的完美选择,而湿度使用Veridri解决方案测量。这两种变送器的尺寸适当,Oxy.lQ配有集成显示器和控制装置,便于操作员校准和维护。此外,这两种传感器的响应时间在测量氧气或水分变化时都非常快,并且在这一过程中典型的背景气体对测量的可靠性没有影响

规格


水分

量程:0-1000 ppmV

正常:50 ppmV

   

氧气

量程:0-1000ppmV

正常:50 ppmV




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