[发明专利]基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统及方法，包括密封壳体，所述密封壳体内设置有电主轴和等离子枪，所述电主轴的驱动端连接有合金棒材，合金棒材的端部形成有金属薄膜，所述等离子枪的外部设置有多个位移传感器，所述位移传感器相对所述金属薄膜布置；密封壳体的外部布置有控制器和电源，所述控制器分别与电主轴、等离子枪和位移传感器连接，所述电源与控制器和所述等离子枪连接。本发明还公开了一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制方法。

技术领域

本发明属于粉末制备技术领域，具体涉及一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统及方法，本发明还涉及一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制方法。

背景技术

随着增材技术的迅速发展，其对于金属球形粉末的需求正在稳步增长，主要集中在以下两个方面：(1)对于3D打印厂商，金属球形粉末在产品成本中的占比越来越大，基于此，对于具有高品质、低成本、球形度高且粉末粒度区间窄的金属球形粉末需求越发强烈。然而现有的制粉工艺主要为气雾化法(简称EIGA)，其所生产的金属球形粉末虽然成本较低，但球形度不高、卫星粉、异形粉和氧含量较高，粉末粒径分布区间宽等缺点，其直接制约3D打印零件的服役性能。(2)对于金属球形粉末生产还可使用超高转速等离子旋转电极雾化法(简称SS-PREP)进行，该方法虽然制得粉末球形度高、粉末粒度分布区间较窄，无空心粉、卫星粉和较少异形粉，但是粉末粒度波动较大，同时合金棒料利用率低。

基于此，解决通过超高转速等离子旋转电极雾化法(SS-PREP)制备的金属粉末，存在粉末粒度波动幅度较大以及合金棒料有效利用率低的问题，就显得尤为紧迫且十分重要的。

发明内容

本发明的第一个目的是提供一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统，解决通过超高转速等离子旋转电极雾化法制备得到的金属粉末，存在粉末粒度波动幅度较大以及合金棒料有效利用率低的问题。

为了达到上述第一个目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统，包括密封壳体，所述密封壳体内设置有电主轴和等离子枪，所述电主轴的驱动端连接有合金棒材，合金棒材的端部形成有金属薄膜，所述等离子枪的外部设置有多个位移传感器，所述位移传感器相对所述金属薄膜布置；密封壳体的外部布置有控制器和电源，所述控制器分别与电主轴、等离子枪和位移传感器连接，所述电源与控制器和所述等离子枪连接。

本发明的技术方案，还具有以下特点：

作为本发明技术方案的进一步改进，所述控制器为西门子S7系列可编程逻辑控制器。

本发明的第二个目的是提供一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制方法，利用上述基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统，实现解决通过超高转速等离子旋转电极雾化法制备得到的金属粉末，存在粉末粒度波动幅度较大以及合金棒料有效利用率低的问题。

为了达到上述第二个目的本发明的采用的第一种技术方案是：一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，先通过多个位移传感器测量金属薄膜到位移传感器之间的距离并传递给控制器，该距离记为d_i，d_i＝{d₁，d₂，…，d_n}，n表示第n个位移传感器，n≥2；

步骤2，之后，控制器根据d_i确定最小距离，最小距离记为d_m，d_m＝min{d₁，d₂，…，d_n}；