一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:43111256 阅读:29 留言:0更新日期:2024-10-26 09:51
本发明专利技术公开了一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置及方法,其中装置包括:加工激光控制单元,用于产生连续的激光;同轴光电信号采集单元,包括同轴光电信号采集模块;激光将金属粉末熔化形成高温熔池,同轴光电信号采集模块对熔池的光辐射进行采集,将采集到的光辐射信息转换为光电信号,再将光电信号转为数字信号;激光扫描路径坐标采集单元,用于采集激光光斑的坐标位置信息;数据处理单元,用于根据数字信号获取熔池温度曲线,根据坐标位置信息获取扫描路径曲线;根据熔池温度曲线和扫描路径曲线获取激光扫描路径上熔池温度分布。本发明专利技术采用了同轴采集熔池光辐射的方式,提高了熔池光辐射信号的采集效率,可广泛应用于増材制造的技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及増材制造的,尤其涉及一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置及方法


技术介绍

1、激光粉末床熔融(laser powder bed fusion,lpbf)是应用最广泛的金属增材制造方法,其采用直径很小的激光光斑作为能量源,采用“离散降维”的方法简化复杂的制造,使得其具有扫描速度快、熔池尺寸小且熔化-凝固过程复杂等特点。但是lpbf技术在应用过程中仍存局限,特别地熔池温度的异常将导致裂纹、气孔匙孔、球化及尺寸偏差等各种缺陷形成的主要原因。目前针对lpbf制件的缺陷检测多采用离线检测方法,但离线检测具有明显的滞后性,失去在线调整工艺策略及时消除特定缺陷的机会,这往往会导致材料的浪费,甚至导致打印失败。近年来开发基于lpbf过程在线监测方法,提升lpbf成形过程和零件质量的稳定性成为工程应用的研发热点。

2、现阶段对熔池温度的测量主要方式为通过旁轴布置光学热成像设备对熔池温度进行监控,主要采集的熔池信息包括温度、面积、飞溅等信息。但目前主流的光学热成像设备的采集频率不超过100hz,当测试对象为高速运动中熔池时,过低的采样率对温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述加工激光控制单元包括:连续光纤激光器,激光准直器、光束整形器、二向色镜、X轴扫描振镜、Y轴扫描振镜和场镜;

3.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述同轴光电信号采集单元,至少包含两套相互独立、且包含不同窄带滤光片的光学元件,以采集不同波长的光信号。

4.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述同轴光电信号采集单元还包括第...

【技术特征摘要】

1.一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述加工激光控制单元包括:连续光纤激光器,激光准直器、光束整形器、二向色镜、x轴扫描振镜、y轴扫描振镜和场镜;

3.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述同轴光电信号采集单元,至少包含两套相互独立、且包含不同窄带滤光片的光学元件,以采集不同波长的光信号。

4.根据权利要求1所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述同轴光电信号采集单元还包括第一光电二极管、第二光电二极管、信号放大器和光电采集卡;

5.根据权利要求5所述的一种激光增材制造过程中熔池温度分布监测装置,其特征在于,所述同轴光电信号采集模块包括分光镜、第一滤波片、第二滤波片、第一聚焦镜和第二聚焦镜;

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【专利技术属性】
技术研发人员:维亚切斯拉夫·特罗菲莫夫王岩杨永强王迪吴世彪蒋仁武严仲伟
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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