[发明专利]一种激光选区熔化过程中基板受力情况在线检测方法

说明书

本发明涉及一种激光选区熔化过程中基板受力情况在线检测方法，激光选区熔化成形过程中，接收应变片实时输出的检测值，其中，应变片固定在基板样品成形表面对侧的表面，根据预先标定得到的基板受力与应变片输出检测值之间的关系得到基板的受力情况，采用本发明的方法能够实现激光选区熔化过程中样品残余应力情况的实时检测。

技术领域

本发明涉及增材制造在线检测技术领域，具体涉及一种激光选区熔化过程中基板受力情况在线检测方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明相关的背景技术，而不必然地构成现有技术。

激光选区熔化技术成形过程由于激光的快速扫描，导致不同部位温度不同，熔化不同步，冷却过程中凝固不同步，都会造成不同部位膨胀收缩趋势不一致，从而产生残余热应力。一方面，残余热应力在成形样品内部累积会导致成形样品开裂、翘曲，这将极大的影响加工质量。另一方面，累积的残余热应力通过支撑结构传递到基板上会导致基板翘曲，进一步影响了成形的尺寸精度。

对激光选区熔化成形过程中的累积残余热应力的大小进行实时检测，对进一步优化样品与基板之间的支撑结构设计，防止打印过程中由于支撑结构断裂产生翘曲，进而改善成形样件的成形质量具有重要的意义。

目前可以直接测量样品的累积残余热应力或者通过测量基板的受力以间接反映样品的累积残余热应力。

但是，发明人发现，由于激光选区熔化成形过程是在一个密闭的成形仓中进行的，无论采用哪种测量方法，成形仓内难以再添加大型的残余应力检测装置进行成形过程中残余应力的在线检测。当前常用的残余应力检测手段，如X射线衍射、钻孔法等都是离线的，只能在成形结束后对样品进行最终残余应力的检测，无法进行打印过程中累积残余热应力的变化趋势进行实时检测记录。

发明内容

本发明的目的是为克服现有技术的不足，提供了一种激光选区熔化过程中基板受力情况在线检测方法，能够实现打印过程中累积残余热应力的变化趋势进行实时检测记录。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案

本发明的实施例提供了一种激光选区熔化过程中基板受力情况在线检测方法，激光选区熔化成形过程中，接收应变片实时输出的检测值，其中，应变片固定在基板样品成形表面对侧的表面，根据预先标定得到的基板受力与应变片输出检测值之间的关系得到基板的受力情况。

可选的，标定的具体方法为：将应变片固定在基板样品成形表面对侧的表面，对基板施加不同大小的荷载，得到不同荷载对应的应变片输出的检测值，对荷载和得到的检测值进行拟合，得到检测值与基板受力的关系模型。

可选的，标定时，对基板施加至少四个不同大小的荷载。

可选的，应变片采用粘贴的方法固定在基板表面，应变片粘贴前，对基板上用于粘贴应变片的区域进行打磨平整。

可选的，应变片通过信号线与电压采集板卡连接，电压采集板卡与数据采集与处理系统连接。

可选的，所述基板样品成形表面的对侧表面开设有安装槽，将应变片固定在安装槽内。

可选的，安装槽的应变片固定区域与样本成形表面的成型区域正对设置。

可选的，基板样品成形表面的对侧表面还开设有与安装槽相连通的走线槽，基板还设有贯穿样品成形表面及其对侧表面的出线槽，走线槽和出线槽相连通。

可选的，走线槽和出现槽连接位置设置有圆弧面过渡。

可选的，安装槽还设置有温度检测元件固定区域，温度检测元件固定区域固定热电偶。

本发明的有益效果：