[发明专利]增材制造用金属粉末基于敏感性和严重性的评估方法

说明书

本发明涉及一种增材制造用金属粉末基于敏感性和严重性的评估方法，通过分别测定增材制造用金属粉末的粉尘云最小点火能量、粉尘云最小着火温度粉尘层最小着火温度和粉尘云爆炸下限等参数用于评价敏感性分级，分别测定最大爆炸压力、最大压力上升速率和爆炸指数等参数用于评价严重程度分级。并基于实验数据，结合粉尘爆炸敏感性分级和严重程度分级对增材制造用金属粉末进行危险等级的划分，从而为粉末床熔融工艺使用场所的防爆安全设计和事故预防提供科学依据。本发明所述评估方法定位明确、专业性强、需求量大，能与被服务对象开展良好合作关系，再借助被服务对象的自发性推广发展其他客户目标。

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种增材制造用金属粉末基于敏感性和严重性的评估方法。

背景技术

目前，增材制造(3D打印)技术在国内外发展迅速。国内基于铺粉工艺的增材制造技术也应用较为广泛，不少高校、科研院所等均建有实验室。这些实验室在日常的使用过程中也曾发生过一些安全问题，如何进行专业风险评估和安全整改也没有统一标准。随着增材制造技术的深入使用与研发，安全问题日益突出。国内外专家学者对增材制造用金属粉末的关注主要集中在其制备方法的改进和力学性能等方面，缺少对增材制造用金属粉末爆炸特性的系统研究。目前市面上还没有专门针对基于铺粉工艺增材制造技术的风险评估和安全服务。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种增材制造用金属粉末基于敏感性和严重性的评估方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种增材制造用金属粉末基于敏感性和严重性的评估方法，包括如下步骤：

(1)将增材制造用金属粉末进行烘干；

(2)选取干燥后金属粉末在不同喷尘压力下进行粉尘云最小点火能量实验，得到粉尘云最小点火能MIE；

(3)选取干燥后金属粉末在不同喷尘压力下进行粉尘云最低着火温度实验，得到粉尘云最低着火温度MITC；

(4)选取一定量的金属粉末进行粉尘层最低着火温度实验，得到粉尘层最低着火温度MITL；

(5)选取一定量的金属粉末进行粉尘云爆炸下限测定实验和粉尘云最大爆炸压力及最大爆炸压力上升速率的测定实验，得到粉尘云爆炸下限MEC、以及最大爆炸压力和爆炸指数；

(6)根据粉尘云最小点火能MIE、粉尘云最低着火温度MITC、粉尘层最低着火温度MITL、粉尘云爆炸下限MEC来确定爆炸敏感性分级，根据最大爆炸压力和爆炸指数来确定严重程度分级；

(7)根据金属粉末的爆炸敏感性分级和严重程度分级，采用二维矩阵方式，最终对所述增材制造用金属粉末的危险等级进行划分。

步骤(1)中，烘干温度为50℃，烘干时间为12h。

步骤(2)中，所述粉尘云最小点火能量实验的具体操作如下：

称取一定质量的金属粉末沿Hartmann管底部尖顶洒入，使之均匀扩散开，通过一定的喷尘压力将金属粉末喷洒至玻璃管内，使充电电容产生的火花点燃扩散的粉尘云；调节粉尘浓度，由可点燃粉尘的火花能量开始，逐渐降低火花能量，直到测量出粉尘云最小点火能量；试验时，火焰离开火花位置传播至少为60mm则为着火；设定测试能量间隔步长为10mJ，直到同一测试能量值下连续10次试验均未出现着火现象。

分别选取1g、1.5g、2g、2.5g金属粉末在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa、0.4MPa的喷尘压力下重复进行上述实验。

所述Hartmann管为1.2LHartmann管。

步骤(3)中，所述粉尘云最低着火温度实验的具体操作如下：