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原文传递一种具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法

专利名称：	一种具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法
摘要：	本发明公开了一种具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法。该方法的主要实现步骤如下：1、预制对比试块，建立缺陷波幅值与构成图像像素灰度值的对应关系表，并将该表上传至计算机；2、搭建待加工零件的STL格式三维模型，并将STL格式三维模型导入计算机进行三维显示；3、设置活动游标；4、对STL格式的三维模型进行分层切片设置；5、零件在线检测及修复的增材制造过程。本发明实现了零件进行增材制造过程的三维显示，实现了缺陷位置的精确定位，克服了现有方法中能够对零件进行平面显示，无法准确进行缺陷定位，无法进行在线修复的缺点。
专利类型：	发明专利
申请人：	西安增材制造国家研究院有限公司
发明人：	赵纪元;王彪;田舒平
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN201911317417.X
公开号：	CN111077223A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	唐沛
分类号：	G01N29/06;G;G01;G01N;G01N29;G01N29/06
申请人地址：	710300 陕西省西安市长安区郭杜街道上林苑七路999号
主权项：	1.一种具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法，其特征在于，包括以下具体实现步骤：步骤1：预制对比试块，建立缺陷波幅值与构成图像像素灰度值的对应关系表，并将该表上传至计算机；步骤2：搭建待加工零件的STL格式三维模型，并将STL格式三维模型导入计算机进行三维显示；步骤3：设置活动游标；在STL格式的三维模型中设置活动游标，拖动活动游标可显示出STL格式的三维模型中指定点的位置坐标值；步骤4：对STL格式的三维模型进行分层切片设置；将待加工零件通过增材制造所需的成形层厚度对STL格式的三维模型进行切片处理，切片厚度与成形层厚度一致；步骤5：零件在线检测及修复的增材制造过程；步骤5.1：增材制造熔覆头开始打印零件的第一层；激光超声波探头按照打印路径进行探测，并将第一层中所有检测点对应的位置信息和超声波信号反馈至计算机；步骤5.2：计算机将采集到的第一层中所有激光超声信号进行数据处理得到第一层特征信号波峰值序列，采用缺陷波幅值与构成图像像素的灰度值对应表将第一层特征信号波峰值序列转换为相对应的第一层灰度值序列；步骤5.3：计算机通过第一层灰度值序列，将待加工零件的第一层进行三维显示；步骤5.4：通过三维显示的第一层图像，判断已打印的零件第一层是否有缺陷；若发现第一层无缺陷继续按照步骤5.1-5.3执行第二层打印；若发现第一层有缺陷，则将活动游标拖动到缺陷点，从而得到该缺陷点的位置信息；通过将该缺陷点的位置信息反馈给上位机控制增材制造熔覆头对缺陷点进行增材修复，直至第一层中所有缺陷点完全修复完成后，继续按照步骤5.1-5.3执行第二层打印，直至零件加工完成。 2.根据权利要求1所述的具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法，其特征在于：预制对比试块的具体方式为；根据待加工零件的材料属性以及许用值范围内的缺陷大小，预制至少两个对比试块；至少两个对比试块的尺寸、材料与待加工零件相同；其中一个为无缺陷对比试块，其余为有缺陷对比试块；有缺陷对比试块上设有孔径相同、孔深不同的N个平底孔缺陷或设有孔径不同、孔深相同的N个平底孔缺陷。 3.根据权利要求2所述的具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法，其特征在于：制定特征峰峰值与构成图像像素的灰度值对应表的具体过程如下： S1：激光超声检测系统对至少两个对比试块进行离线检测，得到不同对比试块的缺陷波幅值大小；将无缺陷对比试块的特征峰峰值大小记为F0；将有缺陷对比试块中的N个平底孔缺陷所对应的特征峰峰值大小，分别记为F1至FN； S2：制定特征峰峰值与构成图像像素的灰度值对应表，并将该表上传至计算机；所述特征峰峰值与构成图像像素的灰度值对应表中：将无缺陷对比试块的特征峰峰值F0对应灰度值为X；将有缺陷对比试块中的N个平底孔缺陷所对应的特征峰峰值F1至FN对应灰度值为X+Y1至X+YN；其中，X≥0，灰度值X+YN≤255，X+YN≥X+Y1≥X。 4.根据权利要求1或2或3所述的具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程如下：采用三维绘图软件搭建该待加工零件的三维模型,建立该三维模型的三维坐标系，并对该三维模型进行网格划分，并保存为STL格式的三维模型。 5.根据权利要求4所述的具有三维显示、在线检测及修复功能的增材制造方法，其特征在于：所述三维绘图软件为SolidWorks。
所属类别：	发明专利