有效热监控铝激光沉积

杂志上最近发表的一篇文章添加制造字母类研究者讨论了对热剖面实时监测过程,时间段为铝激光引导能量沉降固化阶段

学习方式 :过程过程监测用激光导能沉积铝固化期间热剖面.图片感想:PaoloBernardotti Studio/Stopterstock.com

后台

层层生成与添加制造相实现,后者日益被视为按需制作部件实用方法。激光能量沉降技术(L-DED)是各种AM技术之一,适合为各种行业生产大型复杂组件

逐层增加材料的内在利益-增加设计自由-随之而来与局部固化和可能产生各种缺陷相关联的一些困难有限元模拟通常用于对异物量化或基本固化变量研究,原因是难以用时空分辨率进行和分析温度测量

L-DED制造期间局部固化前部图画向左向右移动激光束(绿箭头)。液态素量用红色表示,固态素量用白显示液态黑线和固态蓝线熔化

红外成像在最近数项调查中显示,能够满足时间和空间解析评估标准所描述的大部分工作限于检查温度场内数个特定空间位的时进

所发布研究大都只关注熔池顶层和流层的温度场薄墙构造中,每一层顶层由相邻层回熔结果,仍存于沉积段的微结构对整层高度上的形式和固化因子特别感兴趣,特别是在熔化池底侧

关于研究

在这次研究中,作者使用红外成像分析空间和时间分辨率相继增加数层,结果累积热输入并引起恒定温度移位当前工作描述用图像分析监测L-DED过程区技术算法识别熔池和固化区当前位置 即过程区输入红外摄像场视觉当L-DED使用各种过程设置制造时,收集的droom显示温度场变化

团队讨论了几何学和所购同源推算局部固化率和温度梯度对比不同的固化条件地理分布显示过程参数对L-DED固化有多大影响L-DED薄墙处理期间设计出一种方法实验测定全层全层时空精度基本固化变量

研究者解释图象处理算法 后描述实验设置和过程 获取温度字段红外摄像头除抽取液态和固态对温并计算过程区每一层的瞬时位置外,技术还推断本地固化速率和温度梯度通过构造长方形铝列并配有各种处理参数,测试新技术

红外图像校准:a)标定样本图片部分覆盖石墨,b)摄取温度分布(顶部行)和温度剖面沿三大横向线(底部行)

观察

L-DED制造过程速度4.5m/min,熔池底部最大温度梯度约700k/mmL-DED过程速度为1.5m/m的例子中,当过程速度下降为平均值约300k/mm时最大值下降固化率也是如此,该率在熔池端达到最大值并等于最高进程速度,确定为4.5m/min过程速度提高证明融水池变长浅化,这与过去使用的焊接程序一致。

温度梯度从液态对应位置的温度场计算,局部固化率则从异物阵形几何计算结果表明,在高过程速度下,最大温度梯度和固化速率发生

流动图图像处理算法基础步骤光灰色轮廓表示步骤确定过程区在-10mm < x_传感器<0和5>z_传感器<0.深灰轮播描述步骤提取处理区内异温图像信用:Hagenlocher,C等

结论

最后,这项研究描述一种方法,即使用红外视频图像处理调查L-DED生成时时时空分辨率局部固化条件本地时间极值移动ROI平均温度成功定位移动处理区和ROI几何学正确识别液态和固态

作者提到,对固化条件评估算法预期会提高DED流程优化程度并帮助开发微结构创建技术表示未来研究将集中研究过程参数如何影响固化变量,包括随楼高度提高而变化的情况

源码

HagenlocherC.TowleP.O.U.W.et al.正在用激光导能沉积铝固化期间对热剖面进行过程监测添加字母100084 (2022)欧洲杯线上买球https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2772369022000536

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