[发明专利]一种SLM成形过程中熔池状态实时监测装置及方法

权利要求书

1.一种SLM成形过程中熔池状态实时监测装置，其特征在于，在激光器(1)与振镜(4)之间安装有半透镜(5)，所述半透镜(5)将由振镜(4)传来的光束进行反射，在其反射光路上依次设置有滤波系统和光纤传感器(8)，所述光纤传感器(8)通过导线依次连接有采集卡(9)和上位机(10)。

2.根据权利要求1所述的一种SLM成形过程中熔池状态实时监测装置，其特征在于，所述滤波系统包括在反射光路上依次设置的第一滤波片(6)和第二滤波片(7)。

3.根据权利要求2所述的一种SLM成形过程中熔池状态实时监测装置，其特征在于，所述第一滤波片(6)为波长为1000nn，带宽为20nm的高通截止滤波片，所述第二滤波片(7)为波长为600nm，带宽为20nm的低通截止滤波片。

4.一种SLM成形过程中熔池状态实时监测方法，其特征在于，采用权利要求1-3中任一项所述的SLM成形过程中熔池状态实时监测装置，所述熔池状态实时监测方法为：激光器(1)发出的激光(11)单向穿过半透镜(5)，经振镜(4)偏转后，被传递到工件(2)表面与材料发生相互作用，激光与材料相互作用过程中，形成一个短暂稳定的熔池(3)，高温熔池(3)的辐射光波(12)反射回振镜(4)，再经半透镜(5)偏转后进入滤波系统进行过滤，然后光纤传感器(8)对其光强信号进行采集，采集光强信号传送给采集卡(9)，采集卡(9)将光强信号转换成数字信号传输给上位机(10)，上位机(10)用分析软件进行实时分析和显示，根据显示的电信号的稳定状态判断熔池状态是否稳定。

5.根据权利要求4所述的一种SLM成形过程中熔池状态实时监测方法，其特征在于，所述上位机(10)用Labview分析软件进行数据分析，实时显示光强变化曲线。

6.根据权利要求5所述的一种SLM成形过程中熔池状态实时监测方法，其特征在于，在根据显示的电信号的稳定状态判断熔池状态是否稳定时：

在激光能量稳定时，所测得的光强信号平稳，则此时熔池状态稳定，判定为加工过程无异常；

反之，在激光能量稳定时，所测得的光强信号有不平稳，即在某点陡增或者陡降或者监测不到该波段信号时，则此时熔池状态不稳定，加工过程产生缺陷，在发生缺陷的点及时报警并记录下该事件发生的时间和位置及此时的光强曲线变化图；

在激光能量不稳定时，光强信号随着激光能量的变化而变化，在激光能量稳定时，光强信号趋于稳定，则此时熔池状态稳定，判定为加工过程无异常；

反之，若激光能量不稳定时，光强信号与激光能量的变化出现不一致，则此时熔池状态不稳定，加工过程产生缺陷，在发生缺陷的点及时报警并记录下该事件发生的时间和位置及此时的光强曲线变化图。