金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置制造方法及图纸

本发明专利技术为一种金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置，属于金属增材制造技术领域。该装置设有金属选区激光熔化系统、信号采集系统和信号处理系统，金属选区激光熔化系统实现金属构件3D打印，打印具有不同缺陷类型或水平的金属构件；信号采集系统与金属选区激光熔化系统连接，用来获取金属构件3D打印过程中的声发射信号；信号处理系统与信号采集系统连接，用来提取特征参数以及建立机器学习模型，利用机器学习模型对打印过程中的未知信号进行判别及分类，从而实现金属选区激光熔化系统内部缺陷在线监测。本发明专利技术可实时采集金属选区激光熔化过程中的声发射信号，并对其进行高精度判别和分类，实现金属选区激光熔化内部缺陷在线监测。测。测。

【技术实现步骤摘要】
金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置


[0001]本专利技术属于增材制造
，具体是一种金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置。

技术介绍

[0002]增材制造技术（Additive manufacturing）也称之为3D打印技术（Three Dimensional Printing），是一种以数字模型文件为基础，运用粉末塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造实体的技术。选区激光熔化（SLM），是金属材料增材制造中应用最广泛的一种3D打印技术，通过激光束作为能量源，按照三维绘图软件（如CAD、Solidworks）的模型进行切片处理，并按切片模型中规划好的路径逐层扫描，对金属粉末进行快速熔化和凝固，最终获得力学性能良好的金属制品。
[0003]选区激光融化打印过程中可能产生外部缺陷和内部缺陷，外部缺陷（如翘边、断层）易被发现，而内部缺陷（如孔隙、裂纹）难以发现。目前，在线监测选区激光融化过程中产生的缺陷存在的主要问题是：传统的渗透检测、磁粉检测只能检测到构件表面缺陷；用照相机、摄像机等视觉测试无法准确捕捉到微小缺陷；超声波检测、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置，其特征在于：包括金属选区激光熔化系统、信号采集系统和信号处理系统；金属选区激光熔化系统实现金属构件3D打印，打印具有不同缺陷类型或水平的金属构件；信号采集系统与金属选区激光熔化系统连接，用来获取金属构件3D打印过程中的声发射信号；信号处理系统与信号采集系统连接，用来提取特征参数以及建立机器学习模型，利用机器学习模型对打印过程中的未知信号进行判别及分类，从而实现金属选区激光熔化系统内部缺陷在线监测。2.根据权利要求1所述的金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置，其特征在于：金属选区激光熔化系统包括成型密封舱，成型密封舱的一侧舱壁外设置有光纤激光器，成型密封舱内设置有扩束镜、聚焦系统、扫描振镜和透镜，光纤激光器的出射端正对扩束镜的入射端，扩束镜的出射端正对聚焦系统的入射端，聚焦系统的出射端正对扫描振镜的入射端，扫描振镜的出射端正对透镜的入射端；成型密封舱的另一侧舱壁连接有真空泵、氩气保护装置和水冷箱；成型密封舱的底部设置有送粉缸、成型缸和剩粉缸，送粉缸和成型缸的底部均设置有升降台；成型缸内设置有基板，基板位于透镜的下方并正对透镜的出射端，基板下方设置有预热装置和温度传感器；剩粉缸的底部连接有收粉容器；成型密封舱内的顶部设置有气压传感器、湿度传感器和氧含量传感器；成型密封舱内的底部靠近送粉缸的位置处设置有刮刀。3.根据权利要求2所述的金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置，其特征在于：信号采集系统包括两个相同的声发射传感器、一个前置放大器和一个双通道声发射采集卡，其中一个声发射传感器镶嵌在基板底部，另一个声发射传感器固定在成型密封舱的一侧外舱壁上，两个声发射传感器分别与前置放大器连接，前置放大器与双通道声发射采集卡连接。4.根据权利要求3所述的金属选区激光熔化内部缺陷在线监测装置，其特征在于：声发射传感器采用宽频差分式传感器...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈卫，刘斌，张震，李忠华，白培康，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：