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原文传递一种激光增材制造的缺陷在线监测方法

专利名称：	一种激光增材制造的缺陷在线监测方法
摘要：	本发明公开了一种激光增材制造的缺陷在线监测方法，包括以下步骤：利用神经网络建立激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系的预测模型；实时采集熔池形貌，并对熔池形貌进行三维重建；判断实时采集的熔池形貌和三维重建是否存在缺陷，当存在缺陷时，根据激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系调整激光增材制造影响因子，使得所述熔池形貌和三维重建克服缺陷。其实现激光增材制造的在线监测与控制，简单可靠。
专利类型：	发明专利
申请人：	苏州大学
发明人：	陈长军;张敏
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T17:00:00+0805
申请号：	CN201911395582.7
公开号：	CN111024736A
代理机构：	苏州市中南伟业知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	张荣
分类号：	G01N23/046;G01N25/72;G01N15/08;G;G01;G01N;G01N23;G01N25;G01N15;G01N23/046;G01N25/72;G01N15/08
申请人地址：	215000 江苏省苏州市吴中区石湖西路188号
主权项：	1.一种激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，包括以下步骤：利用神经网络建立激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系的预测模型；实时采集熔池形貌，并对熔池形貌进行三维重建；判断实时采集的熔池形貌和三维重建是否存在缺陷，当存在缺陷时，根据激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系调整激光增材制造影响因子，使得所述熔池形貌和三维重建克服缺陷。 2.如权利要求1所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述激光增材制造影响因子为激光功率、激光扫描速度、送粉速度或铺粉厚度。 3.如权利要求2所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“利用神经网络建立激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系的预测模型”，具体包括：改变单个激光增材制造影响因子的大小，并采集对应熔池形貌的三维数据；构建激光增材制造影响因子与熔池形貌的三维数据的关系的一组神经网络预测模型。 4.如权利要求1所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述激光增材制造影响因子为激光功率、激光扫描速度、送粉速度或铺粉厚度中的两个或多个。 5.如权利要求4所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“利用神经网络建立激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系的预测模型”，具体包括：依次改变多个激光增材制造影响因子的大小，并采集对应熔池形貌的三维数据；构建激光增材制造影响因子与熔池形貌的三维数据的关系的多组神经网络预测模型。 6.如权利要求5所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“利用神经网络建立激光增材制造影响因子对应的熔池形貌三维构建数据关系的预测模型”，具体包括：固定激光扫描速度和激光送粉速率或铺粉厚度，变化不同的激光功率进行实验，记录熔池形貌，同时利用CT进行扫描并进行三维数据构建，将熔池形貌数据利用神经网络进行三维重建并预测气孔的存在及其类型，得到不同激光功率下的熔池形貌数据和利用神经网络预测的数据，确定有效关系式T1；固定激光功率和激光送粉速率或铺粉厚度，改变激光扫描速度进行实验，记录熔池形貌，同时利用CT进行扫描并进行三维数据构建，将熔池形貌数据利用神经网络进行三维重建并预测气孔的存在及其类型，得到不同激光扫描速度下的熔池形貌数据和利用神经网络预测的数据，确定有效关系式T2；固定激光功率和激光扫描速度，改变送粉速率或铺粉厚度进行实验，记录熔池形貌，同时利用CT进行扫描并进行三维数据构建，将熔池形貌数据利用神经网络进行三维重建并预测气孔的存在及其类型，得到不同送粉速率或铺粉厚度下的熔池形貌数据和利用神经网络预测的数据，确定有效关系式T3；根据所述有效关系式T1、所述有效关系式T2和所述有效关系式T3，确定不同激光功率、激光扫描速度、不同送粉速率或铺粉厚度下激光扫描功率与熔池形貌及CT三维数据的有效关系式T4并存储。 7.如权利要求1所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“判断实时采集的熔池形貌和三维重建是否存在缺陷”，具体包括：判断实时采集的熔池形貌和三维重建是否存在气孔缺陷和气孔缺陷的类型。 8.如权利要求7所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“判断实时采集的熔池形貌和三维重建是否存在气孔缺陷和气孔缺陷的类型”，具体包括：以传统的阿基米德原理对得到的试样进行密度测试，密度数据大于99.8％的视为基本无气孔缺陷；密度小于99.8％的进行金相分析或扫描电镜分析，确定气孔的大小和三维空间的位置。 9.如权利要求1所述的激光增材制造的缺陷在线监测方法，其特征在于，所述“采集熔池形貌”，具体包括：采用高速摄像热成像仪记录熔池形貌和利用工业CT进行逐点扫描。
所属类别：	发明专利