[發明專利]金屬粉末中空心粉的標定方法和裝置

在審

• 申請號: 201711029587.9
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN107831181A
• 公開（公告）日: 2018-03-23
• 發明（設計）人: 孔令鴻;高玉來
• 申請（專利權）人: 深圳微納增材技術有限公司
• 主分類號: G01N23/046
• 分類號: G01N23/046
• 代理公司: 北京華夏泰和知識產權代理有限公司11662
• 代理人: 姚金金

技術領域

本發明涉及3D打印增材制造以及粉末冶金領域，尤其涉及一種金屬粉末中空心粉的標定方法和裝置。

背景技術

高壓氣體霧化法是當前制備金屬3D打印粉末的主流方法，該方法制備的金屬粉末存在一定數量空心粉末的缺陷。

空心粉末將影響最終打印成型件性能，對于同一生產批次的空心粉末所占的比例(空心率)進行標定，是衡量粉末產品品質的重要指標。

目前對于粉末空心率的檢測尚無較好的方法，只能通過掃描電子顯微鏡(SEM)對粉末截面制樣，定性觀察粉末實心、空心情況，但這種方法需要將試樣磨拋，獲得截面圖像，存在一定的隨機性。不能客觀反映粉末重空心粉的情況，也不能定量說明同一批次粉末的空心率。

發明內容

本發明要解決的是現有的用于3D打印的金屬粉末的空心率等質量參數難以標定的技術問題。

為解決上述問題，本發明提供了一種金屬粉末中空心粉的標定方法，該方法為：選取同一批次中定量金屬粉末裝入容器，通過X射線斷層掃描的方式獲取裝入容器的金屬粉末的三維影像，分析三維影像中存在的孔洞，將球形和近似球形的孔洞判定為金屬粉末的空心粉，將其它不規則形狀的孔洞判定為粉末之間的空隙，根據空心金屬粉末的數量和三維影像數據得出金屬粉末的空心率。

優選的，在將被檢測金屬粉末裝入容器后，振動容器，以使金屬粉末沉降敦實。

優選的，統計空心粉末中孔洞的體積，作為金屬粉末制備工藝改良的參考數據。

本發明還提供了一種金屬粉末中空心粉的標定裝置，包括3D-CT掃描設備和容器，所述容器用于盛裝待檢測金屬粉末，所述待檢測金屬粉末位于所述3D-CT掃描設備的掃描區域內。

優選的，所述容器的下方設有振動器。

優選的，所述3D-CT掃描設備包括主體構架和連接在主體架構上的旋轉體，所述旋轉體上設有掃描設備。

優選的，所述容器架設在支架上，部分所述容器的底部位于所述掃描區域的下方。

優選的，所述容器為塑料材質。

優選的，所述容器為塑料管。

優選的，所述塑料管的內徑小于3mm。

本發明通過容器抽樣盛裝定量的金屬粉末，再配合X射線斷層掃描進行三維影像的獲取，可以獲取抽樣中的每個金屬粉末的空心情況，其檢測結果可以準確地體現整批次金屬粉末的空心率，且整個檢測過程操作簡單、方便。

附圖說明

圖1是本發明實施例的一種金屬粉末中空心粉的標定裝置的示意圖。

附圖標記：

1、主體構架；2、旋轉體；3、掃描設備；4、容器；5、支架；6、振動器。

具體實施方式

為使發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合發明中的附圖，對發明中的技術方案進行清楚地描述，顯然，所描述的實施例是發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于發明保護的范圍。

如圖1所示，本發明提供了一種金屬粉末中空心粉的標定裝置，該裝置包括3D-CT掃描設備3和容器4，容器4用于盛裝待檢測金屬粉末，待檢測金屬粉末位于3D-CT掃描設備3的掃描區域內，3D-CT掃描設備3通過X射線對容器4內的待檢測金屬粉末進行360°全方位的斷層掃描，進而判斷哪些金屬粉末是實心的、哪些是空心的，從而得出被測批次金屬粉末的空心率。

相應的，本發明還提供了一種金屬粉末中空心粉的標定方法，該方法為：隨機抽樣選取同一批次中定量金屬粉末裝入容器4，通過X射線斷層掃描的方式獲取裝入容器4的金屬粉末的三維影像。可想而知，獲取到的三維影像中包括實心金屬粉末球體、金屬粉末的空心以及金屬粉末之間的空隙；然后分析三維影像中存在的孔洞，判定哪些是金屬粉末的空心，哪些是金屬粉末之間的空隙，由于每個金屬粉末的形狀都大體是圓形，所以金屬粉末之間的空隙大體為外表具有多個凹狀弧面的星形，而金屬粉末在制備過程中，其內部空心在表面張力的作用下，會形成大體呈球形的空心，因此，可將球形和近似球形的孔洞判定為金屬粉末的空心，將其它不規則形狀的孔洞判定為粉末之間的空隙，這樣實心金屬粉末的數量以及空心金屬粉末的數量就都可以通過軟件進行統計和確定，最終根據空心金屬粉末的數量和三維影像數據得出金屬粉末的空心率，進而即可以對金屬粉末的制粉質量做出評價。