随着3D打印（增材制造）技术的高度灵活性和不断创新，其在改变着传统的制造业的面貌。尤其是其可快速的prototyping、可减少对原材料的浪费等优势，越来越受到广大企业的青睐。随着3D打印技术的不断突破和 matures，特别是对高精度的部件的制造如航空航天、医疗器械、精密仪器等的广泛应用，使得3D打印技术的应用越来越广泛地延伸到了各个领域。但不难发现，由于3D打印对环境的要求都极为严格，微量的水分和氧气的存在都将对打印的材料的性能产生较大的影响，导致最终的成品的质量下降。为此，3D打印手套箱应运而生，通过精确控制水氧含量，为打印过程提供理想的低水氧环境。工采网将详细介绍极限电流型氧化锆氧气传感器在3D打印手套箱中的应用及其优势。
3D打印技术概述
3D打印（3DP）又称增材制造技术（Additive Manufacturing Technologies，AM），是一种依据三维CAD数据通过逐层材料累加的方法制造实体零件的技术。
以粉末状的金属或塑料等可粘合的材料为基础，通过对其逐层的"打印"而构造出复杂的物体的新型的制造技术即3D打印。通过对设计的轻量化优化不仅可进一步大大地节省了原材料的消耗、人力的投入、时间的成本等，还可大大地降低了对能源的消耗和废物的产生，对于可持续的发展具有极大的推动作用。
手套箱在3D打印技术中的作用
1. 提供纯净环境
对于一些对空气的极为敏感的材料，如金属粉末、高分子材料等，一旦在空气中就容易氧化、吸湿或受到各种污染，从而影响打印的质量和所用的材料的性能。通过将这些易损的材料置于手套箱的无氧、无水、无尘的纯净的环境中，对其有效的保护，使其得以不受外界的各种不良的影响，确保打印过程的顺利进行。
通过在纯净的环境下对3D的打印加工，不仅可以有效的减少了材料的氧化和污染，对打印件的质量和性能都能有较大的提高。在金属3D 打印中，纯净的环境可以减少金属粉末的氧化，提高打印件的密度和强度。
2. 精确控制气氛
手套箱可以通过精确控制内部的气体成分和压力，满足不同材料的3D打印需求。例如，在某些金属3D打印过程中，需要在特定的气氛下进行，以防止金属氧化或发生其他化学反应。手套箱可以通过调节气体流量和压力，实现对气氛的精确控制。
精确控制气氛还可以提高打印过程的稳定性和一致性。例如，在高分子材料3D打印中，控制气氛可以减少材料的收缩和变形，提高打印精度。
3. 安全操作
一些 3D 打印材料可能具有毒性、易燃性或爆炸性，在操作过程中存在一定的安全风险。手套箱可以提供一个安全的操作环境，有效地隔离操作人员与危险材料，降低安全风险。
通过配备如气体检测报警系统、压力控制系统等一系列的安全装置的手套箱，可以进一步提高操作的安全性。
手套箱在不同类型3D打印中的应用
1. 金属3D打印
通过对金属3D打印的关键元件——手套箱的合理的利用，我们不仅可以有效的防止金属粉末的氧化和吸湿的同时，也可以为后续的打印工作创造了一个极为理想的打印环境。通过手套箱的巧妙设计，不仅可以对打印过程的每一道工序的操作都能得到完美的控制，且可将打印过程中的所谓的"打印的气氛"都尽量地降至最低，从而不仅提高了打印的质量和性能，而且可减少了对机器的磨损，对人身的危害，极大的提高了人机的可靠性和可用性。以如SLM和EBM等的金属3D打印的典型的代表如手套箱这样的设备就至关重要了。
对于一些高活性的金属材料，如钛合金、铝合金等，手套箱的作用更加重要。在纯净的气氛下进行打印，可以避免材料的氧化和污染，提高打印件的强度和耐腐蚀性。
2. 高分子材料3D打印
在高分子材料 3D 打印中，手套箱可以控制打印环境的湿度和温度，减少材料的收缩和变形。同时，手套箱还可以防止材料受到灰尘和杂质的污染，提高打印精度。
对于一些特殊的高分子材料，如生物可降解材料、导电高分子材料等，手套箱可以提供一个特定的气氛环境，满足材料的打印要求。例如，在生物可降解材料的3D打印中，手套箱可以控制气氛中的氧气含量，防止材料过早降解。
3. 陶瓷3D打印
通过对陶瓷3D打印的手套箱的巧妙运用，不仅可有效的防止了陶瓷粉末的氧化和吸湿，对提高了3D打印的件的质量和性能都有着较大的促进作用。通过对打印过程的精细的控制，手套箱不仅能将陶瓷的形制从无形的胶体转化为有形的固体，还能对其烧结和致密化，从而为其赋予最终的理想的外观和性能。
对于一些高性能的陶瓷材料，如氧化锆、氧化铝等，手套箱的作用尤为重要。在纯净的气氛下进行打印，可以避免材料的杂质污染，提高打印件的强度和硬度。
监测与控制系统
为了实时保障水氧指标，3D打印手套箱配备了高精度的氧化锆氧气传感器和露点传感器。
工采网推荐的传感器
极限电流型氧化锆氧气传感器 - SO-D0-001 和 SO-D0-010：
工作原理：基于极限电流原理，当电压施加到氧化锆电解槽时，氧气被抽到阳极。随着电压增加，电解槽内的电流会达到饱和，即极限电流，该电流与环境中的氧气浓度成正比。
检测范围：0-1000ppm 和 0-1% 氧气。
特点：高精度、输出线性、信号对温度依赖性小，适合惰性气体手套箱环境。
德国GFS 露点传感器 NP330-G：
测量范围：-80°C DP 至 +20°C DP。
精度：±2°C dp。
特点：用于在线测量空气中和腐蚀性气体中的绝对水含量（露点），开关输出可编程，用于警报信号。防护等级 IP65，适用于化学污染和结露等苛刻环境。
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