[发明专利]一种3D打印混合粉末配比实测方法

说明书

本发明公开了一种3D打印混合粉末配比实测方法，包括以下步骤：混合粉末收集与制样；确定粉末A和B成分差异最大的主元素；在同一视场下，对两种主元素进行着色，分别拍摄能谱图照片和实物彩照；导入图像处理软件，用“色彩范围”功能拾取主元素着色像素点；用“记录测量”功能获取着色像素总面积，据此计算确定混合粉末配比。本发明能有效解决颜色相同、松装密度相近、颗粒大小相似的3D打印混合粉末配比测试的难题，相比传统的粉末颗粒逐一测量法，本发明所述的方法速度快、效率高、误差小，操作简单，易于实施。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印混合粉末配比实测方法。

背景技术

功能梯度材料是由两种或多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新型复合材料，其材料组分和宏观性能在空间位置上呈连续、均匀梯度变化的特征，克服了传统复合材料因不同相界面之间引起的应力集中与微裂纹缺陷，可满足航天、能源、生物医学领域结构件的不同部位对材料使用性能的差异化需求。激光沉积(3D打印)，通过控制混合粉末质量比以实现材料性能梯度变化，是制备功能梯度材料的重要方法。然而，当采用粉末质量、颗粒直径不同时，混合粉末经送粉管高速喷射后会发生分离，造成材料成分偏差，致使材料使用性能下降，无法满足设计要求。因此，如何快速、精准地测得混合粉末的实际质量配比，是实现粉末分离调控，保障功能梯度材料成分准确的前提与基础。

近年来，工程人员逐渐认识到混合粉末成分配比的精准检测的重要性，广泛开展粉末配比检测方法与装置的研究。公开号为CN105486705B的中国发明专利提供了一种定量分析粉末混合物成分的方法，通过X光衍射谱分析得到粉末分值及吸收系数，进而建立杠杆定律公式测得粉末质量配比；公开号为CN109916941A的中国发明专利提出了一种预混合粉末3D打印分离检测方法，通过图像测量系统Digimizer对能谱彩图中的粉末颗粒直径进行逐一测量，换算体积求和后，计算得到混合粉末质量配比；在此基础上，公开号为CN109746447A的中国发明专利提出一种预混合粉末分离调控方法，实现了对粉末分离的精准调控。上述专利中提出的粉末成分与配比测试方法，需要对粉末颗粒进行逐一测量，测试工作量大，且计算过程过于复杂，对技术人员的数学水平要求较高。

随着人工智能技术的快速崛起，研发与工程人员逐渐意识到运用计算机图像识别方法来解决工程问题。公开号为CN110658040A的中国发明专利提出一种金属球形粉末标准样品的制备方法，运用图像统计软件完成粉末颗粒粒度统计；公开号为CN110335257A的中国发明专利提出一种图像色彩检测方法及移动终端，能够识别出图像数据颜色基调信息；公开号为CN107068589B的中国发明专利提出一种基于图像识别的晶粒挑选系统及方法，通过蓝膜，将标准晶粒的图像分解成像素点,并记录每个像素点的灰阶标准值，实现晶粒挑选；公开号为CN110853017A的中国发明专利提出了一种粉末颗粒图像中圆颗粒数量的统计方法，通过提取图像中的联通域，结合中心漂移算法实现对图像中形状不规则、大小不一、重叠情况的粉末颗粒的数量和大小进行统计。然而，上述方法不是需要额外的硬件，就是计算过于复杂，实际操作难度极大。针对颜色相同、松装密度相近，颗粒大小相似的混合粉末，尚缺乏简单、快速、有效的混合粉末配比实测方法。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种3D打印混合粉末配比实测方法，其能有效解决颜色相同、松装密度相近、颗粒大小相似的3D打印混合粉末配比测试的难题，速度快，效率高。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种3D打印混合粉末配比实测方法，包括以下步骤：

步骤一、获取具有混合粉末的样品，其中混合粉末包括粉末A和粉末B；

步骤二、选定粉末A和粉末B的化学成分差异最大的元素E_A和E_B,其中，元素E_A为粉末A的主元素，元素E_B为粉末B的主元素；