CN111272785A - 3d打印金属粉末夹杂率的计算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，包括样品制备；样品扫描；数据处理：通过扫描设备的数据进行三维重构，获得粉末的三维模型；用软件对模型进行分析，将数据模型切割为一定规则体积进行局部分析；通过软件阈值区间分析模块将该粉末体积内的标准粉和夹杂粉的阈值区间分开并做记录，通过材料提取功能将两种粉末提取出来，并导出两种粉末的三维体数据模型；在这两个三维体数据模型中可以获得标准粉和夹杂粉的体积信息，夹杂粉的体积与两者粉总体积的比值即为夹杂率。本发明通过纳米焦点射线源对粉末进行扫描，获取取样粉末的三维模型，对三维模型进行统计分析，得到整个模型中的夹杂率，整个检测过程无任何损伤。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印材料技术领域，特别是涉及一种3D打印金属粉末夹杂率的计算方法。
背景技术
3D打印是以三维模型为蓝本，通过打印设备逐层熔化堆积，最终制造出实体产品的高新技术。3D打印的原材料为球形金属粉末，金属粉末即指尺寸小于1mm的金属颗粒群，包括单一的金属粉末、合金粉末以及具有金属性质的难熔化合物粉末。
金属粉末中的夹杂主要分为两类：金属夹杂和非金属夹杂，夹杂的数量直接影响着其成形件的力学性能和使用寿命。对金属粉末中夹杂情况进行准确评估，可以保证成形件的可靠性。一般情况下，金属粉末的夹杂率较低，如：200g粉末要求夹杂粉不超过5颗。传统的人工检测效率低下且准确性不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印金属粉末夹杂率的计算方法。
本发明通过如下技术方案实现上述目的：一种3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，包括以下步骤：
S1、样品制备；
S2、样品扫描；
S3、数据处理；包括：
S31、通过扫描设备的数据进行三维重构，获得粉末的三维模型；
S32、用软件对模型进行分析，将数据模型切割为一定规则体积进行局部分析；
S33、通过软件阈值区间分析模块将该粉末体积内的标准粉和夹杂粉的阈值区间分开并做记录，通过材料提取功能将两种粉末提取出来，并导出两种粉末的三维体数据模型；
S34、在这两个三维体数据模型中可以获得标准粉和夹杂粉的体积信息，夹杂粉的体积与两者粉总体积的比值即为夹杂率；在此分析过程中，假定两种粉末的颗粒直径范围是呈正态均匀分布的，则两种粉末的颗粒直径也为均匀的，则通过体积占比换算为数量占比为等效的，换算得到的总体积内的夹杂数量占比即为粉末夹杂率。
进一步的，所述S1选用圆柱桶状低密材料封装体，封装体的壁厚不高于0.5mm，然后将圆柱桶内部装满金属粉末固定到玻璃棒上，保持封装体与玻璃棒之间的稳定和不相对晃动。
进一步的，所述S1中圆柱桶状低密材料封装体的内径为1.5mm，高度为1.5mm，封装体的壁厚不高于0.5mm。
进一步的，所述S2将固定好的样品放到扫描设备中进行三维扫描，在设定管电压时应保证金属粉末完全被穿透。
进一步的，所述S2中单张投影图曝光时间不低于1000ms。
进一步的，样品在设备中旋转一圈的拍摄张数应不小于2000张。
与现有技术相比，本发明3D打印金属粉末夹杂率的计算方法的有益效果是：通过纳米焦点射线源对粉末进行扫描，获取取样粉末的三维模型，对三维模型进行统计分析，得到整个模型中的夹杂率，整个检测过程无任何损伤。
附图说明
图1是扫描数据效果图。
具体实施方式
一种3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，包括以下步骤：
S1、样品制备
选用内径为1.5mm，高度为1.5mm的圆柱桶状低密材料封装体，封装体的壁厚不高于0.5mm，然后将圆柱桶内部装满金属粉末固定到玻璃棒上，保持封装体与玻璃棒之间的稳定和不相对晃动。
S2、样品扫描
将固定好的样品放到扫描设备中进行三维扫描，在设定管电压时应保证金属粉末完全被穿透；样品扫描的曝光时间应较长，单张投影图曝光时间不低于1000ms；样品在设备中旋转一圈的拍摄张数应不小于2000张。
S3、数据处理
S31、通过扫描设备的数据进行三维重构，获得粉末的三维模型；
S32、用软件对模型进行分析，将数据模型切割为一定规则体积进行局部分析；
S33、通过软件阈值区间分析模块将该粉末体积内的标准粉和夹杂粉的阈值区间分开并做记录，通过材料提取功能将两种粉末提取出来，并导出两种粉末的三维体数据模型；
S34、在这两个三维体数据模型中可以获得标准粉和夹杂粉的体积信息，夹杂粉的体积与两者粉总体积的比值即为夹杂率；在此分析过程中，假定两种粉末的颗粒直径范围是呈正态均匀分布的，则两种粉末的颗粒直径也为均匀的，则通过体积占比换算为数量占比为等效的，换算得到的总体积内的夹杂数量占比即为粉末夹杂率。
本发明通过纳米焦点射线源对粉末进行扫描，获取取样粉末的三维模型，对三维模型进行统计分析，得到整个模型中的夹杂率，整个检测过程无任何损伤。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (6)
1.3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、样品制备；
S2、样品扫描；
S3、数据处理；包括：
S31、通过扫描设备的数据进行三维重构，获得粉末的三维模型；
S32、用软件对模型进行分析，将数据模型切割为一定规则体积进行局部分析；
S33、通过软件阈值区间分析模块将该粉末体积内的标准粉和夹杂粉的阈值区间分开并做记录，通过材料提取功能将两种粉末提取出来，并导出两种粉末的三维体数据模型；
S34、在这两个三维体数据模型中可以获得标准粉和夹杂粉的体积信息，夹杂粉的体积与两者粉总体积的比值即为夹杂率；在此分析过程中，假定两种粉末的颗粒直径范围是呈正态均匀分布的，则两种粉末的颗粒直径也为均匀的，则通过体积占比换算为数量占比为等效的，换算得到的总体积内的夹杂数量占比即为粉末夹杂率。
2.根据权利要求1所述的3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于：所述S1选用圆柱桶状低密材料封装体，封装体的壁厚不高于0.5mm，然后将圆柱桶内部装满金属粉末固定到玻璃棒上，保持封装体与玻璃棒之间的稳定和不相对晃动。
3.根据权利要求1所述的3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于：所述S1中圆柱桶状低密材料封装体的内径为1.5mm，高度为1.5mm，封装体的壁厚不高于0.5mm。
4.根据权利要求1所述的3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于：所述S2将固定好的样品放到扫描设备中进行三维扫描，在设定管电压时应保证金属粉末完全被穿透。
5.根据权利要求1所述的3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于：所述S2中单张投影图曝光时间不低于1000ms。
6.根据权利要求1所述的3D打印金属粉末夹杂率的计算方法，其特征在于：样品在设备中旋转一圈的拍摄张数应不小于2000张。
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