[发明专利]金属粉末中空心粉的标定方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印增材制造以及粉末冶金领域，尤其涉及一种金属粉末中空心粉的标定方法和装置。

背景技术

高压气体雾化法是当前制备金属3D打印粉末的主流方法，该方法制备的金属粉末存在一定数量空心粉末的缺陷。

空心粉末将影响最终打印成型件性能，对于同一生产批次的空心粉末所占的比例(空心率)进行标定，是衡量粉末产品品质的重要指标。

目前对于粉末空心率的检测尚无较好的方法，只能通过扫描电子显微镜(SEM)对粉末截面制样，定性观察粉末实心、空心情况，但这种方法需要将试样磨抛，获得截面图像，存在一定的随机性。不能客观反映粉末重空心粉的情况，也不能定量说明同一批次粉末的空心率。

发明内容

本发明要解决的是现有的用于3D打印的金属粉末的空心率等质量参数难以标定的技术问题。

为解决上述问题，本发明提供了一种金属粉末中空心粉的标定方法，该方法为：选取同一批次中定量金属粉末装入容器，通过X射线断层扫描的方式获取装入容器的金属粉末的三维影像，分析三维影像中存在的孔洞，将球形和近似球形的孔洞判定为金属粉末的空心粉，将其它不规则形状的孔洞判定为粉末之间的空隙，根据空心金属粉末的数量和三维影像数据得出金属粉末的空心率。

优选的，在将被检测金属粉末装入容器后，振动容器，以使金属粉末沉降敦实。

优选的，统计空心粉末中孔洞的体积，作为金属粉末制备工艺改良的参考数据。

本发明还提供了一种金属粉末中空心粉的标定装置，包括3D-CT扫描设备和容器，所述容器用于盛装待检测金属粉末，所述待检测金属粉末位于所述3D-CT扫描设备的扫描区域内。

优选的，所述容器的下方设有振动器。

优选的，所述3D-CT扫描设备包括主体构架和连接在主体架构上的旋转体，所述旋转体上设有扫描设备。

优选的，所述容器架设在支架上，部分所述容器的底部位于所述扫描区域的下方。

优选的，所述容器为塑料材质。

优选的，所述容器为塑料管。

优选的，所述塑料管的内径小于3mm。

本发明通过容器抽样盛装定量的金属粉末，再配合X射线断层扫描进行三维影像的获取，可以获取抽样中的每个金属粉末的空心情况，其检测结果可以准确地体现整批次金属粉末的空心率，且整个检测过程操作简单、方便。

附图说明

图1是本发明实施例的一种金属粉末中空心粉的标定装置的示意图。

附图标记：

1、主体构架；2、旋转体；3、扫描设备；4、容器；5、支架；6、振动器。

具体实施方式

为使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合发明中的附图，对发明中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于发明保护的范围。

如图1所示，本发明提供了一种金属粉末中空心粉的标定装置，该装置包括3D-CT扫描设备3和容器4，容器4用于盛装待检测金属粉末，待检测金属粉末位于3D-CT扫描设备3的扫描区域内，3D-CT扫描设备3通过X射线对容器4内的待检测金属粉末进行360°全方位的断层扫描，进而判断哪些金属粉末是实心的、哪些是空心的，从而得出被测批次金属粉末的空心率。

相应的，本发明还提供了一种金属粉末中空心粉的标定方法，该方法为：随机抽样选取同一批次中定量金属粉末装入容器4，通过X射线断层扫描的方式获取装入容器4的金属粉末的三维影像。可想而知，获取到的三维影像中包括实心金属粉末球体、金属粉末的空心以及金属粉末之间的空隙；然后分析三维影像中存在的孔洞，判定哪些是金属粉末的空心，哪些是金属粉末之间的空隙，由于每个金属粉末的形状都大体是圆形，所以金属粉末之间的空隙大体为外表具有多个凹状弧面的星形，而金属粉末在制备过程中，其内部空心在表面张力的作用下，会形成大体呈球形的空心，因此，可将球形和近似球形的孔洞判定为金属粉末的空心，将其它不规则形状的孔洞判定为粉末之间的空隙，这样实心金属粉末的数量以及空心金属粉末的数量就都可以通过软件进行统计和确定，最终根据空心金属粉末的数量和三维影像数据得出金属粉末的空心率，进而即可以对金属粉末的制粉质量做出评价。