研究与评论:材料科学杂雷竞技苹果下载志
菜单ISSN: 2321 - 6212
ISSN: 2321 - 6212
比阿特丽斯Bendjus＊，乌拉娜·奇卡洛娃
德国德累斯顿夫琅和费陶瓷技术与系统研究所应用物理系
收到:2022年7月13日，稿件编号:joms - 22 - 69182;编辑分配:2022年7月18日JOMS 22 - 69182 (PQ);综述:2018.01 -2022, QCjoms - 22 - 69182;修改后:08-Aug-2022，稿件编号:joms - 22 - 69182 (R);发表:2022年8月15日，DOI: 10.4172/2321-6212.10.7.001
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激光散斑光度法(LSP)是一种光学和非接触式测量方法，可用于监控在线快速制造过程。雷竞技网页版这里已经介绍了使用多材料喷射技术(CerAM MMJ)从各种材料生产陶瓷组件的例子。在金属部件的增材制造领域，激光粉末床熔合金属(LPBF-M)已经证明了它的价值，并已被各种制造商的商业设备广泛引入。然而，质量保证仍然是一个问题。内联、熔池监测[1]及红外热像仪[2]。前者提供有关工艺稳定性的数据，但不提供有关材料条件的数据。热成像测量生产过程中的表面状况，但局部分辨率不足。该方法还提供了非常大量的数据，使进一步评估变得困难。由于对表面或部件状况监测不足，在制造过程后使用非破坏性方法进行大量测试，如超声波测试、染料渗透法或x射线技术。
第一步是开发一个LSP传感器系统来表征在添加激光光束熔化过程中产生的热激活散斑动力学(LSP信号)。为此，传感器系统通过观察窗口安装在构建室上方的增材制造系统外部。
LSP数据通过高速摄像机的90°角光学系统获取。使用功率为1w的激光二极管进行照明。测量系统的分辨率在30 ~ 49µm之间(图1)．
图1:用于连接上部区域LPBF-M设备的LSP系统设计。
LSP数据记录在样品制造过程中。共研究了八种样品状态。这些不同的状态是通过改变焊接速度和激光功率两个制造参数来实现的。样品孔隙率在0.62% ~ 19%之间变化。为了参考LSP生成的数据，所有样本都进行了计算机断层扫描(CT)。
利用选择性熔化后的热激发评估算法来评估样品的状态。这涉及到热区面积和熔化区附近的冷却动力学。为此目的，在调查范围内开发了一种特殊软件，在当地评价结果，并以图片或表格形式提出。通过这种方式，还开发了用于自动评估测量数据的概念。该软件识别激光束的位置，并自动确定与样品状况评估相关的参数。在研究中，LSP的内联能力被证明可以检测热区局部大小、整体孔隙率和地形。对每一层100多个点的评估需要几秒钟(图2)．由于孔隙率难以参考，研究的重点是热区的确定以及与组分最终性能的关系。
图2:将所选层的CT图像与确定的热区大小参数(像素数，像素大小为16µm)进行对比。
与此同时，一种想法是将LSP传感器技术小型化，并将其连接到移动涂布机上用于粉末应用。通过这种方式，激光加工和更新粉末应用之间的短时间可用于检查新表面是否存在不必要的表面缺陷。传感器技术用于测量约为。1毫米宽已完成(图3)．在后面的步骤中，传感器技术将进一步小型化，以便用多个LSP传感器以阵列的形式检测新兴组件的更大区域。
图3:LPBF-M装置移动涂布机连接LSP系统设计。
第三种方法目前旨在将LSP同轴集成到机器的激光头中(图4)．这需要将传感器技术适配到系统中现有的扫描仪上。
图4:用于同轴连接到机器的LSP传感器模块示意图。
通过这种设置，应该可以测量与焊点后不久的加工平行的表面质量。夫琅和费IKTS已经申请或已经获得了所有变体的专利。
