一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷在线监测和质量控制方法技术

技术编号:43310693 阅读:31 留言:0更新日期:2024-11-15 20:13
本发明专利技术公开一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,该方法包括下述步骤:在加工过程逐层采集零件表面铺粉图像和激光扫描后图像,并对零件表面铺粉图像进行图像增强处理,得到增强后的零件表面铺粉图像;将增强后的零件表面铺粉图像输入训练好的Unet语义分割模型,进行表面缺陷区域的分割,生成掩模图;对表面缺陷进行量化得到表面缺陷量化指标Ap;将激光扫描后的图像输入判断零件表面的熔化状态的三分类四层卷积神经网络,获得信号M;将表面缺陷量化指标Ap、信号M输入比例控制系统,计算出下一层所需的工艺参数,并逐层调整工艺参数,直至最终成型。本发明专利技术能有效监测和量化零件表面缺陷,提高零件质量与生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属增材制造监测,具体涉及激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法。


技术介绍

1、激光粉末床熔融技术(laser powder bed fusion,lpbf)作为一种领先的增材制造技术,在制造业中广泛应用。该技术基于cad模型,采用激光逐层熔化和凝固金属粉末材料,逐层构建出零件的实体结构。相较于传统制造工艺,lpbf具有高度设计自由度、短产品周期和材料利用率高等多项优势,已在医疗植入物和航空航天发动机设计等领域取得广泛应用。然而,在lpbf的成型过程中,伴随着一系列缺陷,如球化、飞溅、肿胀和表面粗糙等问题。这些缺陷严重降低了零件的内表面质量,对后续层中的粉末分布产生不利影响,损害了层间的熔合。特别是,铺粉车与粗糙内表面之间的碰撞可能导致零件和重涂机构的损坏,一旦发生这种情况将会造成人力和材料的巨大浪费。

2、在线实时原位监测能够及时的发现缺陷,并对出现的缺陷程度发出预警,而反馈控制能根据监测的信号动态的调整后续层的工艺参数,该自动化过程无需人工干预,可实时监测零件打印状态,及时调整后续层的参数,有效减少材料浪费并改本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,包括下述步骤:

2.一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述图像增强处理采用限制对比度直方图均衡化处理。

3.根据权利要求1所述的激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述Unet语义分割模型包括特征提取部分和上采样部分;

4.根据权利要求3所述的激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述卷积模块包括两个卷积层,分别为核函数尺寸为3×3、步距为1、填充为1的第一卷积层,和核函数尺寸为3×3、...

【技术特征摘要】

1.一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,包括下述步骤:

2.一种激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述图像增强处理采用限制对比度直方图均衡化处理。

3.根据权利要求1所述的激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述unet语义分割模型包括特征提取部分和上采样部分;

4.根据权利要求3所述的激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述卷积模块包括两个卷积层,分别为核函数尺寸为3×3、步距为1、填充为1的第一卷积层,和核函数尺寸为3×3、步距为1、填充为1的第二卷积层,在每个卷积层后面都接有批归一化操作和leaky relu激活,第二卷积层的输入是第一卷积层的输出,第一卷积层的输入是上一个卷积模块的输出经过最大池化下采样得到的特征图。

5.根据权利要求3所述的激光粉末床熔融过程的零件表面缺陷线监测和质量控制方法,其特征在于,所述特征提取部分通过卷积模块的卷积操作对零件表面铺粉图像进行特征提取,通过多次特征提取操作对零件表面铺粉图像进行特征提取,每一次特征提取操作对应的卷积模块的卷积核个数不同。

6.根...

【专利技术属性】
技术研发人员:张英杰马晨光程浪姜子萌干振华张傲明洪炜杰
申请(专利权)人:华南理工大学
类型:发明
国别省市:

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