Es gibt zwei Arten von Laser-Additive-Manufacturing-Geräten (LAM): Pulverbetten und Pulverzuführungen: 1) Laserfusionsabscheidung, die durch gleichzeitige Pulverzufuhr gekennzeichnet ist, und 2) selektives Laserschmelzen, das durch Pulverbettausbreitung gekennzeichnet ist. Gemäß der Klassifizierungsdefinition von ASTM „ASTMF42 - Additive Manufacturing“ wird SLA als optischer Polymerisationsprozess klassifiziert; SLS und SLM werden als Pulverbettverfahren klassifiziert; und LENS wird als gerichteter Energiedepositionsprozess klassifiziert. Diese Prozesse nutzen verschiedene Arten von Lasern und Materialabscheidungsmethoden, um eine schichtweise Fertigung zu erreichen. Im Folgenden wird ein Überblick über die Überwachung des Steuerventildurchflusses in diesen beiden typischen LAM-Technologien gegeben.
Zu den derzeit repräsentativsten laserbasierten additiven Fertigungsverfahren gehören Stereolithographie (SLA), laserselektives Sintern (SLS), laserselektives Schmelzen (SLM) und Laserauftragschweißen (LENS). Insbesondere die gängigen Technologien für die additive Fertigung in industriellen Anwendungen verwenden alle Laser als Energiequelle, um das Pulver zu schmelzen oder in Form zu bringen, wie z. B. SLM, SLS, LSF und andere Technologien. Während des Pulverschmelzprozesses kann der Laser mit Sauerstoff, Stickstoff und anderen Gasen reagieren, was zu einer minderwertigen Qualität der Formteile führt. Um eine Oxidation während des Pulverschmelzprozesses zu verhindern, wird der Verarbeitungsbereich allgemeiner Laserumformanlagen für die additive Fertigung durch eine Inertgas- oder Vakuumumgebung geschützt.
Bei der bestehenden Technologie erfolgt die Atmosphärenkontrolle normalerweise zunächst über die Einlass- und Auslassventile und handgesteuerten Durchflussmesser, um die Menge des in jeden Teil der Ausrüstung eintretenden Inertgases einzustellen, und über den Sauerstoffsensor, um den Sauerstoffgehalt zu erfassen Wenn im Formbereich der Sauerstoffgehalt niedrig ist, schließen Sie das Inertgas-Einlassventil mit hohem Durchfluss und öffnen Sie das Inertgas-Einlassventil mit niedrigem Durchfluss, um die für den gesamten Formprozess erforderliche Atmosphäre aufrechtzuerhalten. Der gesamte Formprozess wird immer mit Gas mit geringer Durchflussrate gespeist, so dass der Sauerstoffgehalt nach Erreichen des Bedarfs weiter abnimmt und somit unnötiger Abfall entsteht; Zweitens, wenn der Sauerstoffgehalt aufgrund plötzlicher Unfälle während des Formprozesses ansteigt, führt dies zu einem Hin- und Herschalten zwischen Gas mit großer Durchflussrate und Gas mit geringer Durchflussrate, was das Steuerverfahren mühsam und die Stabilität der Ausrüstung beeinträchtigt.
Dies erfordert Flüssigkeitsregelventile, die durch Überwachung der additiven Fertigung hergestellt werden und über Eigenschaften verfügen, die zum Wärmemanagement beitragen. Der Umgang mit fließenden Flüssigkeiten bei hohen Drücken kann den Einsatz von Regelgeräten erfordern, um Energieverluste oder einen hohen Druckabfall zu erreichen. Die extremen Bedingungen des durch solche Steuergeräte strömenden Fluids können jedoch aufgrund von Kavitation zu Korrosion des Steuergeräts führen (was sich auf die hohe Implosionsrate des Fluids an den Bauteilen des Steuergeräts beziehen kann). Korrosion der Steuerausrüstung kann die Wirksamkeit der Steuerausrüstung zur Erzielung des gewünschten Energieverlusts oder der Fähigkeit zu hohem Druckabfall beeinträchtigen. Zusätzlich zu Korrosionsproblemen können der hohe Druck und die hohe Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit dazu führen, dass die Strömungseigenschaften innerhalb des Ventils unvorhersehbar und instabil werden. Zur Überwachung des Flüssigkeitsflusses empfiehlt IST die Verwendung des thermischen Massendurchflusssensors SFS01 von Swiss IST Silicon Flow Sensor.
Der Swiss IST Silicon Flow Sensor Thermal Mass Flow Sensor-SFS01 ist ein kalorimetrischer Durchflusssensor auf Siliziumbasis mit ultraschneller Reaktionszeit für medizinische und industrielle Durchflussanwendungen im niedrigen Durchfluss- und allgemeinen Temperaturbereich.
