通过多轴红外过程监测激光束定向能量沉积的缺陷检测
T Herzog1,2, M Brandt3, A Trinchi4
1School of Engineering, Centre for Additive Manufacturing, RMIT University, Melbourne, VIC, 3000, Australia. timothy.herzog@student.rmit.edu.au.
Scientific reports
|February 15, 2024
概括
一个新的多轴红外摄像系统在激光定向能量沉积 (DED-LB) 过程中监测融化池的几何状况. 这种先进的监控可以检测诸如毛孔等缺陷,从而实现3D打印部件的自动质量控制.
科学领域:
- 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 过程监控 过程监控
背景情况:
- 激光束定向能量沉积 (DED-LB) 是复杂的3D结构,覆盖和修复的多功能增材制造技术.
- 目前的质量评估严重依赖于生产后检查,往往无法检测过程中的关键缺陷.
- 未被检测到的缺陷会损害DED-LB制造的零件的完整性和可靠性.
研究的目的:
- 开发和演示一个新的多轴监控系统,用于实时检测DED-LB中的缺陷.
- 用先进的传感器将融化池行为与缺陷形成联系起来.
- 为了验证系统在复杂几何形状中识别过程诱导的多孔性的能力.
主要方法:
- 采用三个红外摄像头沿着不同的光学轴实施监控系统.
- 实时采集池几何和垂直移位的数据.
- 通过结合多传感器数据,开发用于缺陷识别的自动化算法.
- 使用微型计算机断层扫描 (微型CT) 验证检测到的多孔性.
主要成果:
- 多轴监测系统成功识别了与薄壁几何相交的过程诱导的孔状性.
- 微CT分析证实了在交叉点的多孔性存在和位置,验证了监测系统的发现.
- 该研究确定了十字路口孔隙的根本原因,并通过先进的工具路径规划证明了其消除.
结论:
- 多轴监控为DED-LB过程中缺陷形成提供了有价值的见解.
- 开发的系统提升了增材制造的自动检测和警报能力.
- 优化工具路径规划,以实时监控为指导,可以有效地减轻关键缺陷.
