金属增材制造孔隙质量与工艺参数关联关系建模方法技术

一种金属增材制造孔隙质量缺陷与工艺参数窗口关联建模方法，方法中，选用金属增材制造过程中激光功率和激光扫描速度两个参数进行正交化实验并获得多个金属试样；多个金属试样选取一部分金属试样进行金相打磨获取金相图，识别出用于量化评价孔隙缺陷程度的孔隙面积；通过阿基米德排水法测试全部金属试样孔隙度，绘制孔隙率的三维图像并确定初步工艺参数窗口的位置；针对初步工艺参数窗口边界陡峭的问题，使用X射线成像仪扫描的方式进行修正，采用X射线成像仪扫描获取金属试样内部孔隙情况，计算出金属试样的孔隙率；结合初步工艺参数窗口的位置，根据X射线成像仪扫描的结果优化获取工艺参数窗口。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光金属增材制造，特别是一种金属增材制造孔隙质量缺陷与工艺参数窗口关联建模方法。

技术介绍

1、金属增材制造技术具有生产周期短、材料利用率高等优势，但其产品的质量控制是限制增材制造零件和产品适用性的限制，其中孔隙缺陷是对产品质量影响最为严重的一种缺陷。

2、质量问题可归因于众多工艺参数，lpbf制造过程中激光与金属相互作用，发生了复杂的物理过程，过程中的工艺参数决定了零件最终的成型质量。为了获得高质量的零件，需要对lpbf工艺参数和质量缺陷的关联进行研究。工艺参数是lpbf系统的输入，可以分为预定义参数和可控参数，预定义参数一般不用于加工过程的反馈控制，这些参数的最佳值在加工开始之前确定，而可控参数包括激光功率、激光束直径、扫描速度、扫描模式和进给率等可以进行反馈控制的参数，是许多研究人员研究的对象。其中激光功率和扫描速度两个工艺参数对成型质量有很大影响，以扫描速度为x轴，激光功率为y轴，可以建立一个pv空间，pv图中不同位置代表不同的工艺参数组合，将不同参数组合获得的零件成型质量标记在pv图中，可以直观的反映出最佳的工艺参数组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种金属增材制造孔隙质量缺陷与工艺参数窗口关联建模方法，其特征在于，其包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，第一步骤(S1)中，激光功率为100W-450W，激光扫描速度为100mm-2000mm/s。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第二步骤(S2)中，使用matlab将金相图转化为灰度图，采用全局阈值Otsu法确定二值化的阈值，灰度低于阈值的像素点为孔隙，黑色区域为孔隙，并通过计算孔隙像素点的数目，与总像素点的数目相除，获得孔隙区域在整个金相图中的占比S，通过占比S评价金属试样孔隙状况。

4.如权利要求1所述的...

【技术特征摘要】

1.一种金属增材制造孔隙质量缺陷与工艺参数窗口关联建模方法，其特征在于，其包括以下步骤，

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，优选的，第一步骤(s1)中，激光功率为100w-450w，激光扫描速度为100mm-2000mm/s。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，第二步骤(s2)中，使用matlab将金相图转化为灰度图，采用全局阈值otsu法确定二值化的阈值，灰度低于阈值的像素点为孔隙，黑色区域为孔隙，并通过计算孔隙像素点的数目，与总像素点的数目相除，获得孔隙区域在整个金相图中的占比s，通过占比s评价金属试样孔隙状况。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，第三步骤(s3)中，全部金属试样分别测量三次，对所得的孔隙率进行分级，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴武，兰毓翰，王晨希，赵志斌，陈雪峰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：