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技术方案

本发明专利技术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。本发明专利技术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。极雾化的金属液膜监测控制方法。极雾化的金属液膜监测控制方法。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术属于粉末制备
，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，本专利技术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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。

技术实现思路

[0004]本专利技术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。
[0005]为了达到上述第一个目的，本专利技术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。
[0006]本专利技术的技术方案，还具有以下特点：
[0007]作为本专利技术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。
[0008]本专利技术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。
[0009]为了达到上述第二个目的本专利技术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：
[0010]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；
[0011]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
}；
[0012]步骤3，控制器将di与d
m
相减并求绝对值，得到距离差值，距离差值记为Δd
i
，Δd
i
＝|d
n
‑
d
m
|，计算并求出距离差值的最大值，即为最大曲度值，最大曲度值记为Δd
m
，Δd
m
＝max{Δd1，Δd2，
…
，Δd
n
}；
[0013]步骤4，将Δd
m
与预设值d0对比进行判断：若Δd
m
不大于d0，等离子枪的功率保持不变；若Δd
m
大于d0，则通过控制器将使等离子枪的调整功率，直至Δd
m
≤d0。
[0014]作为本专利技术技术方案的进一步改进，在所述步骤4中：若Δd
m
大于d0，等离子枪每次调整功率的幅度为0.5kw
‑
1.5kw。
[0015]为了达到上述第二个目的本专利技术的采用的第二种技术方案是：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：
[0016]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；
[0017]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
}；
[0018]步骤3，控制器将di与d
m
相减并求绝对值，得到距离差值，距离差值记为Δd
i
，Δd
i
＝|d
n
‑
d
m
|，计算并求出距离差值的最大值，即为最大曲度值，最大曲度值记为Δd
m
，Δd
m
＝max{Δd1，Δd2，
…
，Δd
n
}；
[0019]步骤4，将Δd
m
与预设值d0对比进行判断：若Δd
m
不大于d0，等离子枪的功率保持不变；若Δd
m
大于d0，则通过控制器将电主轴移动，直至Δd
m
≤d0。
[0020]作为本专利技术技术方案的进一步改进，在所述步骤4中：若Δd
m
大于d0，电主轴每次移动的距离为0.5mm
‑
5mm。
[0021]本专利技术的有益效果是：本专利技术的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，通过实时监测合金棒料端面的金属液膜的最大曲度值，根据预设的金属液膜的最大曲度值与实测值进行判断，进行等离子枪的功率的自动调整或者电主轴的位移调整，保证合金棒料端面的金属液膜曲度值不大于系统预设值，提高每批次粉末收得率、减小每批次的粉末粒度波动幅度范围，且同时提高工艺稳定性和合金棒料的有效利用率，降低生产成本，缩短生产周期并提高生产设备可操作性和易控性。
附图说明
[0022]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0023]图1为本专利技术的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的原理图；
[0024]图2为使用本专利技术的一种基于等离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统，其特征在于，包括密封壳体(4)，所述密封壳体(4)内设置有电主轴和等离子枪(5)，所述电主轴的驱动端连接有合金棒材(7)，合金棒材(7)的端部形成有金属薄膜(6)，所述等离子枪(5)的外部设置有多个位移传感器(3)，所述位移传感器(3)相对所述金属薄膜(6)布置；密封壳体(4)的外部布置有控制器(1)和电源(2)，所述控制器(1)分别与电主轴、等离子枪(5)和位移传感器(3)连接，所述电源(2)与控制器(1)和所述等离子枪(5)连接。2.根据权利要求1所述的基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统，其特征在于，所述控制器(1)为西门子S7系列可编程逻辑控制器。3.一种基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制方法，利用权利要求1所述的基于等离子旋转电极雾化的金属液膜监测控制系统实现，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，通过多个位移传感器(3)测量金属薄膜(6)到位移传感器(3)之间的距离并传递给控制器(1)，该距离记为d
i
，d
i
＝{d1，d2，
…
，d
n
}，n表示第n个位移传感器(3)，n≥2；步骤2，控制器(1)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
}；步骤3，控制器(1)将di与d
m
相减并求绝对值，得到距离差值，距离差值记为Δd
i
，Δd
i
＝|d
n
‑
d
m
|，计算并求出距离差值的最大值，即为最大曲度值，最大曲度值记为Δd
m
，Δd
m
＝max{Δd1，Δd2，
…
，Δd
n
}；步骤4，将Δd
m
与预设值d0对比进行判断：若Δd
m
不大于d0，等离子枪(5)的功率保持不变；若Δd
m
大于d0，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵霄昊，吕广明，王晨，潘霏霏，马冬，梁书锦，赖运金，王庆相，
申请(专利权)人：西安欧中材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：