Введение
ГЛАВА 1. Анализ процессов контроля в лазерных аддитивных машиностроительных технологиях. постановка задачи исследования 13
1.1 Аддитивное производство: технологии и материалы, перспективы и прогнозы 13
1.2 Особенности технологии селективного лазерного плавления 19
1.3 Активный контроль как способ повышения качества технологического процесса 27
1.4 Оптическая диагностика как метод контроля процесса СЛП
1.4.1 Методы и инструменты оптической диагностики 34
1.4.2 Пирометрия процесса СЛП 36
1.4.3 Структура системы видеомониторинга СЛП 43
1.4.4 Интегрированные системы оптической диагностики процесса СЛП 44
1.4.5 Инфракрасные датчики излучения в процессе СЛП 52
1.5 Интегральная оптическая диагностика 58
Выводы к главе 1 60
Глава 2. Теоретическое исследование и математическое моделирование геометрии ванны расплава 63
2.1 Основные положения термографии и законов теплового излучения 63
2.2 Активная и пассивная термографии 66
2.3 Принцип измерения температуры инфракрасной камерой 67
2.4 Выбор инфракрасного диапазона 69
2.4.1 Коэффициент излучения реальных поверхностей 70
2.5 Принцип калибровки инфракрасных камер 75
2.6 Математическое моделирование геометрии формы и распределения температуры ванны расплава при лазерном воздействии 76
Выводы к главе 2 82
Глава 3. Экспериментальное исследование процессов селективного лазерного плавления 83
3.1 Материалы и методы
3.1.1 Описание оптической информационно-измерительной системы для диагностики процесса 83
3.1.2 Описание экспериментальной установки для селективного лазерного плавления 84
3.1.3 Описание инфракрасной камеры FLIR Phoenix RDAС 86
3.1.4 Калибровка ИК-камеры 3.2 Методика обработки данных на выходе измерительной информационной системы 90
3.3 Порядок выполнения измерений 92
3.4 Проведение экспериментов на литом материале 93
3.4.1 Восстановление истинной температуры в зоне лазерного воздействия 94
3.5 Визуализация процесса селективного лазерного плавления металлического плавления в зоне лазерного воздействия 100
3.6 Восстановление истинной температуры плавления металлического порошка INOX 316L 104
3.7 Влияния скорости сканирования и мощности лазерного излучения на геометрию ванны расплава 106
3.8 Влияние защитной среды на процесс селективного лазерного плавления
3.8.1 Оптическая диагностика лазерной обработки литого материала 114
3.8.2 Оптическая диагностика СЛП порошка SS 316L (толщина слоя порошка 40 мкм) 117
3.8.3 Оптическая диагностика СЛП порошка SS 316L (толщина слоя порошка 80 мкм) 120
3.8.4 Оптическая диагностика СЛП порошка SS 410 124
Выводы к главе 3 128
Глава 4. Разработка и исследование измерительной информационной системы контроля геометрических параметров зоны слп на основе морфологического анализа термоизображений 129
4.1 Морфологическое представление температурного поля единичного трека 129
4.2 Бинарное распознавание термоизображения единичного трека 133
4.3 Критерий качества единичного трека 134
4.4 Экспериментальное исследование процесса контроля селективного лазерного плавления 135
4.5 Метрологический анализ разработанного метода контроля 137
4.6 Пути дальнейшего совершенствования систем селективного лазерного плавления с активным контролем по термоизображениям треков 142
Выводы к главе 4 146
Заключение 147
Список литературы 149
