激光熔覆加工過程中，送粉量的穩定性是保證工藝質量的關鍵參數。在大型零件和批量化激光熔覆加工中，長時間不間斷送粉的穩定性往往受到送粉氣壓、剩余粉量、粉路磨損等多因素干擾，導致熔覆精度和質量出現較大波動。輝銳自主研發了一款可實時稱重功能的高精度送粉器HR-SFPFH-DT1H06，可徹底解決上述熔覆工藝穩定性問題。送粉器動態稱重可實時監控送粉量，實時檢測粉桶內粉量，提高送粉量精度和實現送粉量參數在線可視化。圖1 雙筒送粉器模型圖
實時稱重試驗，在不通送粉氣路，室溫20℃的環境下，通過不斷改變轉速來進行稱重精度試驗，測得實時稱重指標如下表1所示：表1： 稱重參數表
指標 | 參數 |
稱重最小單位 | 0.1g |
稱重精度 | ±1% |
送粉量測量最小單位 | 1g/min |
送粉量測量誤差 | ±2% |
送粉量閉環控制精度 | ＜5% |
實時稱重送粉器使用時，分為速度模式和送粉率模式，在系統設置里可以做相應選擇。當選擇為送粉率為“ON”時，系統運轉為自動校準送粉率。在手動模式下輸入需求的送粉率，系統在運轉時會自動根據設置的送粉率送粉。此時速度模式失效，系統會根據實時送粉率匹配對應的速度，無需人工干預速度。當在系統設置下送粉率設為“OFF”時，此時送粉率失效，在手動模式下，輸入對應的速度，系統會根據設置的轉速進行送粉作業。
圖2送粉器操作界面
表2 送粉器參數
產品
型號
| HR-SFPFH-DT1H06 |
外形 尺寸
| 625x670x1530mm3 |
粉筒 數量
| 2個
| 粉末適 用粒度 | 20-400 μm
|
粉筒 容量
| 1.5L筒X2
| 粉盤 轉速
| 0-15rpm
|
送粉量 | 0.4-300 g/min
| 送粉 精度
| 浮動＜1％
|
送粉 氣壓
| 0.4-0.6 Mpa
| 送粉氣 流量
| 1-15 L/min
|
送粉 距離
| 0-12m
| 選配送 粉盤/塊
| 2-22mm
|
粉筒最大加注量 | 10kg |
在送粉器用戶界面上設定送粉量，通過外部電子稱重系統測量，對比實時稱重粉量減少速率和實際測量得到的送粉量。試驗數據如圖3所示，通過實時稱重測得的數據，粉末重量隨著時間的推移出現穩定的線性下降。測量下降速率得到的送粉率（粉色曲線）在精度范圍內波動。
圖3 實驗數據圖
送粉器的閉環控制系統會根據設定的送粉率數值和采集到的重量變化數值，快速有效地做出對應的送粉轉速調整，通過不斷比對、調整、校正以達到設定的目標參數，直至送粉量穩定在一個設定區域和跳動范圍。
試驗數據如圖4所示，經過閉環控制的送粉量（綠色曲線）經過短暫“阻尼”振動，穩定在送粉器設定的送粉率值，并且與實際測量的粉末重量數據吻合。 
圖4 實驗數據圖
送粉器設定階躍變化的送粉率，測試送粉器閉環控制系統根據設定值上升或下降的動態穩定性和準確度。試驗如圖5所示，送粉器會根據設定的送粉率及時做出速率調整，以達到及時響應好準確送粉需求?？梢钥吹酵皟戎亓康南陆登€（粉色），也是根據送粉率的波動而產生對應的波動。
通過上述試驗可得出結論，輝銳研制的實時稱重送粉器可實時監控送粉量和其長時間穩定性，閉環控制功能可以在短時間（30s）內控制送粉量達到用戶設定值，實現長時間穩定送粉的效果，送粉量精度可控制在5%以內。實現送粉量參數實時在線可視化，檢測粉筒內剩余粉末重量，便于激光熔覆長時間工作送粉重要參數的穩定監控。
蘇公網安備 32011302320467號