一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法。本发明专利技术可有效减少激光熔化沉积增材制造中制件的裂纹、气孔、表面粗糙等缺陷，可应用在大型金属构件的增材制造工艺中，提高制造成品率，降低成本。本发明专利技术利用脉冲激光加工的特性对制件沉积层中出现的内部缺陷进行刻蚀以将其暴露出来，然后在其刻痕或微小缺口中进行脉冲激光熔化沉积以填充其缺失部分，且二次熔化沉积部分材料致密性高、原材料层与二次沉积材料粘结牢固，可有效提高制件性能质量。本发明专利技术结合图像采集与深度神经网络质量评估模型，系统鲁棒性高，准确率高。

【技术实现步骤摘要】
一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法
本专利技术涉及增材制造
，具体涉及一种三激光束智能增减材复合制造系统及方法。
技术介绍
随着工业进程的加快，航空航天、核电、船舶等领域对零件结构的需求呈现大型整体化、构型拓扑化、梯度复合化、结构功能一体化的发展趋势，传统的“铸锻造+机加”的加工方法已难以满足要求，增材制造技术则为其提供了全新的解决方案。增材制造技术具有“多类型多工艺共存，材料体系众多”的特点，但目前存在着“制件精度低、制件稳定性差”等关键问题，限制了增材制造技术大规模工程应用。因此，迫切需要高精度智能化金属增材制造系统。简述增减材制造专利特点如增材+铣削，提高精度但不能对零件内部的流道内表面进行处理。目前，大型关键金属构件主要由激光熔化沉积(LaserMeltingDeposition，LMD)和激光选区熔化(SelectiveLaserMelting，SLM)方式进行加工，增材制造装备是典型的光机电一体的复杂系统，涉及高温、密闭、粉尘等复杂工况，如何实现其工艺过程的长时间、无间断、稳定运行是一个非常重要的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，包括第一、第二、第三激光单元、图像采集系统、质量评估系统、增减材修复控制系统；/n所述图像采集系统与所述第一激光单元同步运动，用于跟随获取熔化沉积过程中的工艺图像，实时地对所述工艺图像进行预处理，获得特征图像与熔池温度；/n所述质量评估系统用于对所述特征图像与熔池温度输入制件质量评估模型，输出组成包括缺陷类型、评估准确可信度以及缺陷坐标、大小、走向分部信息至少其中之一，并在沉积过程中记录存储包括出现内部缺陷的坐标值、缺陷的分布区域和深度信息；/n所述增减材修复控制系统用于对所述质量评估系统的评估结果与缺陷修复工艺的对应表放假行对照并制定修复计...

【技术特征摘要】
1.一种三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，包括第一、第二、第三激光单元、图像采集系统、质量评估系统、增减材修复控制系统；
所述图像采集系统与所述第一激光单元同步运动，用于跟随获取熔化沉积过程中的工艺图像，实时地对所述工艺图像进行预处理，获得特征图像与熔池温度；
所述质量评估系统用于对所述特征图像与熔池温度输入制件质量评估模型，输出组成包括缺陷类型、评估准确可信度以及缺陷坐标、大小、走向分部信息至少其中之一，并在沉积过程中记录存储包括出现内部缺陷的坐标值、缺陷的分布区域和深度信息；
所述增减材修复控制系统用于对所述质量评估系统的评估结果与缺陷修复工艺的对应表放假行对照并制定修复计划；
所述第二激光单元用于对制件修复工艺参数对材料层进行减材加工；
所述第三激光单元用于对所暴露出的材料层内部缺陷进行增材修复。


2.根据权利要求1所述的三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，所述第一激光单元包括激光发生器、送粉器和同轴送粉喷头的送粉装置和运动系统，所述激光发生器与所述图像采集系统由所述运动系统同步驱动位移。


3.根据权利要求2所述的三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，
所述图像采集系统包括高速摄像机和红外热像仪，所述高速摄像机用于获取所述工艺图像，所述红外热像仪用于获取所述熔池温度。


4.根据权利要求1所述的三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，所述特征图像包括反应熔池、羽流、飞溅物的形状、大小、及表面形貌。


5.根据权利要求1所述的三激光束智能增减材复合制造系统，其特征在于，所述第二、第三激光单元产生激光束的光源为脉冲激光源，所述脉冲激光源产生的脉冲激光频率为100KHz～10MHz；所述的脉冲激光源产生持续时间为10飞秒～600皮秒之间的脉冲。


6.根据权利要求1所述的三激光束智能增减材复合制造系统，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：王奉涛，李凯强，牛小东，耿文豹，毛忠发，魏华贤，蔡雄航，杨守华，
申请(专利权)人：汕头大学，
类型：发明
国别省市：广东;44