通过激光束定向能量沉积的多轴红外过程监测进行缺陷检测

作者

赫尔佐格,M·勃兰特,特林奇,索拉,哈根洛赫 & 莫洛特尼科夫

摘要

激光束定向能量沉积是一种极具吸引力的增材制造技术，可按需生产多功能且复杂的 3D 结构、应用包层或修复局部缺陷。然而，制造零件的质量很难在完成前通过检查来评估，并且必须在生产后对零件进行广泛的检查以确保一致性。因此，在构建过程中发生的关键缺陷不会被发现。在这项工作中，报告了一种新的监测系统，该系统结合了沿不同光轴的三个红外摄像机，能够监测熔池的几何形状和整个沉积过程中的垂直位移。通过结合多个传感器数据，开发了一种能够识别结构特征和缺陷形成的自动化算法。相交的薄壁几何形状用于证明该系统在具有窄交叉角的样品中检测工艺引起的孔隙率的能力，并使用显微CT观察进行了验证。记录的结果表明了交叉处这种工艺引起的孔隙的根本原因，并且表明先进的刀具路径规划可以消除此类缺陷。所提出的方法证明了多轴监测在识别缺陷和结构特征方面的价值，为DED-LB中的自动检测和警报系统提供了进步。