自1999年动态图像法被创造至今已有22年的发扬过程，技艺层面一经极度成熟，得益于其“所睹即所得”的直接衡量措施，今朝正在亚微米-毫米标准内正被越来越众的用户崇敬， 用于颗粒粒度与粒形外征。本文利用图像领会法，激光衍射法和筛分法分歧衡量了金属粉末的粒度与形势，从形势领会机灵度、与古代措施比拟以及对大颗粒的检测机灵度等方面临衡量结果举行了比拟领会，论证了图像领会法正在该界限的使用上风。

　　增材筑筑金属粉末粒度大凡正在20μm-80μm之间而且分散尽恐怕窄，同时卫星颗粒、非球形颗粒、超大颗粒或熔结颗粒的含量应尽恐怕低，以普及粉末烧结机能而且避免成型缺陷。 此外，3D打印进程中仅有少局限粉末用于部件成型，另有大局限粉末需求接收运用，接收粉末是否还是知足打印质地请求是金属粉末质地检测的紧要课题。古代措施大凡利用筛分法或 气流分级法分级金属粉末取得所需粒度段，利用激光衍射法和筛分法测定金属粉末粒度分散，利用扫描电镜观测金属粉末球形度。

　　从外1中可知，1#与2#样品的D10、D50、D90值误差仅有1μm摆布，利用激光粒度仪根 本无法检测出两个样品的区别；利用SEM观测颗粒形势，如图3所示，固然直观觉得1#样品 的样子比2#样品越发端正，但SEM无法量化外征粒形数值，只可举动参考呈现和定性领会； 利用动态图像法检测两个样品，球形度SPHT均匀值分歧为0.9166和0.8596，倘若把球形度值 0.9举动球形颗粒认定尺度的线%。动态图像领会仪仅用时4-5分钟，就统计了跨越1000万颗颗粒消息，取得极佳的具 有统计代外性的结果。

　　动态图像法拍摄统计每一颗颗粒的粒度及粒形数据，基于切实的颗粒衡量，所睹即所得， 不受样品折射率、遮光率的影响，不受筛网变形影响，检测结果比激光粒度仪和筛分仪越发 牢靠。然则正在新发布的邦度尺度中，粒度分散测定措施仅列出了激光衍射法与筛分法，笔者 领会是正在尺度协议进程中，研商到目前图像法领会仪的市集占据率远远低于激光粒度仪，出 于措施众数性而做出的采用。正在德邦VDI和美邦ASTM尺度中，均将图像法列为粒度和粒形 领会措施之一，正在后续的尺度修订中咱们该当改革。

　　激光粒度仪大凡基于米氏外面或弗朗霍夫外面，运用颗粒对光的散射征象，依据散射光 能的分散算计被测颗粒的粒度分散：当样品颗粒的散射光分散与某一巨细的球形颗粒的分散 一概时，即以为样品颗粒巨细等于该球形颗粒的直径。即激光粒度仪所测粒径为图6中的等 效球径Xarea，关于大局限非端正的颗粒样品，激光粒度仪衡量结果存正在体系性误差。

　　赤色弧线：Xc min 颗粒弦长；绿色弧线：Xarea 等效球径；蓝色弧线：XFe max 颗粒长度；玄色弧线：激光粒度

　　利用动态图像领会仪可能同时取得颗粒弦长Xc min、等效球径Xarea与颗粒长度XFe max三条 弧线，倘若样品是球形颗粒，如图7中Sample1与Sample2所示，3条弧线差异很小；倘若样品 中含有非球形颗粒，如图7中Sample3与Sample4所示，3条弧线就会展现显明区别，而且样品 越不端正，3条弧线区别越显明。激光粒度仪无法辨别颗粒宽度与长度，其检测结果大凡位 于动态图像领会仪的颗粒弦长与颗粒长度之间。

　　Sample2为通过53μm孔径筛网的金属粉末，通盘颗粒的弦长均应小于53μm，惟有局限 颗粒的长度恐怕大于53μm。如图7所示，Sample2的赤色弧线μm，惟有 蓝色弧线XFe max检测到少量＞53μm的颗粒，而玄色弧线激光粒度数据显示有跨越5%的颗粒 ＞53μm，与现实存正在差错。这证据，激光粒度仪对颗粒粒度上限的检测精度不足正确，图 像领会仪可能正确检测粒度上限D100，更逼近线 动态图像法与筛分法的比拟

　　筛分法举动一种经典的颗粒分级与粒度分散衡量措施，被平常使用于金属粉末的质地操纵，此次奉行的邦度尺度中，提议＞45μm的金属粉末可能采用筛分法来测定粒度及粒度分散。筛分法的便宜是检测限制宽、反复性好、设置本钱低，坏处是检测出力低，人工差错大， 受筛网变形影响大。目前所用的筛网大凡是金属丝编织筛网，网孔巨细指方形网孔编织丝线 间的笔直间隔。外面上尺度球形颗粒通过筛网的最小孔径等于其颗粒直径，非球形颗粒通过 筛网的最小孔径约等于其颗粒弦长，如图4所示。分歧利用筛分法和动态图像法衡量某粒度区间位于100μm-5mm的宽分散塑料颗粒，取得图8所示弧线 宽分散塑料颗粒动态图像法与筛分法一概性弧线，横坐标为筛网目数

　　如图8所示，纵使是粒度分散尽头宽的样品，动态图像领会仪Camsizer也不妨正确检测， 检测结果Xc min与筛分法结果高度一概，可能直接取代筛分法用于金属粉末的粒度和粒度分散测定。现实筛分进程中，因为筛网的产地分别、尺度分别、质地纷歧致众方面成分，再加上筛分进程中的人工差错，一再会形成尽头大的筛分差错。为减小筛分差错，起初应选用经由计量认证的不易变形的尺度筛网，其次，应利用振动筛分仪器正在尺度措施下举行筛分。

　　增材筑筑金属粉末中少量大颗粒的存正在会很大水平上影响粉体滚动性和铺粉出力，从而影响成型件的组织强度，容易造成闲隙和划痕，以是需求对金属粉末的粒度分散，更加是超大颗粒的含量举行庄苛的操纵。古代的激光粒度仪因为领会道理控制，关于超大颗粒的检测机灵度仅为 2%摆布。德邦麦奇克莱驰 Microtrac MRB 的动态图像领会仪 Camsizer X2 采用 双摄像头技艺，拍摄区域宽，领会精度高，对超标颗粒检测机灵度可达 0.01%。

　　正在约5克＜80微米的金属粉末样品（图9 上左）中参预约0.005克（0.1%）的跨越200μm 的大颗粒（图9 上中），利用Camsizer X2检测该夹杂样品取得图9下粒度分散弧线。

　　如图9下所示，Camsizer X2正确检测到0.1%的超大颗粒。接续增加分别组分的超大颗粒， 验证Camsizer X2对大颗粒含量的识别精度，取得如外3结果：

　　纵使低至0.005%含量的超大颗粒，Camsizer X2也不妨正确识别，依附其双摄像头成像 技艺，Camsizer X2超宽的检测限制不会漏拍任何颗粒。

　　此次奉行的尺度中，显微镜法也是衡量粉末球形度的措施之一。显微镜装备衡量软件， 即为一台静态图像领会仪器，措施依照《粒度领会 图像领会法 第1局限：静态图像领会法》 （GB/T 21649.1 2008）

　　与动态图像法雷同，静态图像法同时检测颗粒的众项粒度与粒形参数，如图13所示。分 别利用动态图像领会仪Camsizer X2与静态图像领会仪Camsizer M1检测粒度区间位于38-53 μm和90-106μm的颗粒样品，比拟两种措施的优劣，取得图11所示粒度频率分散弧线检测数据。

　　动态图像领会仪：Camsizer X2 （Microtrac MRB）

　　静态图像领会仪样品统计量少，容易形成取样差错，适合窄分散的样品。因为颗粒统计量少，以是大颗粒对静态图像领会仪检测结果影响较大，如图11所示，90-106μm样品的静 态图像领会弧线连接性较差，为了扩张颗粒统计数目普及统计代外性，静态图像领会仪检测 功夫大凡正在10分钟以上。

　　由外4可知，窄分散细颗粒样品的动态图像与静态图像检测结果一概性较好，宽分散粗颗粒样品一概性较差；动态图像比静态图像领会功夫短，颗粒统计量大。同时，静态图像领会请求颗粒应以合意浓度平均分开正在载玻片上。Camsizer M1装备特意的粉末分开安装M-jet，利用10-70kPa的负压平均分开粉末，避免因为分开不均形成的颗粒 堆叠、黏连征象，分开功效如图12所示。

　　Camsizer M1采用透射光与入射光两种光源，不妨从众角度拍摄领会金属粉末，正在软件平分别读取入射光颗粒图像与透射光颗粒图像，睹图13。

　　图13 Camsizer M1入射光（左）与透射光（右）拍摄的金属粉末原始图像

　　因为颗粒处于静止状况，而且光学体系机能越发非凡，静态图像领会仪的成像质地大凡远远优于动态图像领会仪。Camsizer M1的入射光图像（图13 左）不妨拍摄颗粒外观细节， 观测卫星颗粒、熔结颗粒以及异形颗粒的状况，有助于更深目标会意金属粉末。

　　图像领会法正在亚微米-毫米标准内正被平常使用于粉体粒度分散与颗粒样子的领会，完备实用于增材筑筑金属粉末。

　　图像领会法分为动态图像领会与静态图像领会两种，动态图像法的上风是统计代外性好、 检测功夫短，检测结果可能与激光衍射法和筛分法比拟，实用于金属粉末的迅疾正确质检； 静态图像法的上风是图像显露度高，可能观测更众金属粉末的外观细节，实用于研发，但静态图像法检测功夫长、统计代外性有待普及，取样量少容易形成取样差错，摄像头的聚焦限制窄，不实用于宽分散样品的检测领会。

　　10. [1]刘鹏宇. 榜样选区激光熔化粉末的性格及其成型件结构组织的查究[D]. 兰州理工大 学.

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