选区激光熔化Ti-6Al-4V粉末氧含量的在线监测

选区激光熔化中金属粉末的循环利用是该技术的重要研究课题之一,其中粉末氧含量是决定粉末是否可重复利用的关键参数。选取Ti-6Al-4V粉末作为研究对象,使用设计的熔池光辐射检测系统,实现了粉末氧含量的在线监测。其中,检测系统中设计并使用了复合结构的专用放大电路,能够有效检测微弱且变化快的熔池辐射光信号。实验结果表明,氧含量分别为0.09wt.%和0.13wt.%的两种粉末在580nm和590nm波长下的辐射光信号有明显差异,且两个波长下的信号之比可用于区分两种不同氧含量的粉末。

选区激光熔化金属成型熔池温度的在线检测

熔池温度是选区激光熔化金属成型过程的一个重要参数。为了实现熔池温度的闭环控制,基于比色测温与光电检测技术完成了熔池温度的在线检测。提出了一种复合结构的放大电路,它可成功检测到幅度小、变化快的熔池辐射信号。搭建嵌入式系统将熔池辐射数据上传至金属成型设备的工控机中,运用比色测温法解决了辐射光强检测受激光入射角等因素影响的问题,并求解得到了熔池温度。以90%Cu-10%Sn合金粉末作为成型材料进行实验,利用窄带滤光片测得在540~660 nm光谱范围内熔池辐射最强的波段位于580~590 nm;在40~200 W激光功率下,测算得到的熔池温度为700~1700℃。选区激光熔化金属成型熔池温度的在线检测,可为金属成型设备的控制系统提供熔池温度反馈,可作为升级该设备的一种参考。