[发明专利]一种SLM成形过程的温度场监控装置及方法

摘要

本发明公开了一种SLM成形过程的温度场监控装置，在激光器与振镜之间安装有半透镜，在半透镜接收由振镜传来的光束的反射光路上设置有两台高速摄像机，两台高速摄像机上各安装一个滤波片，两个滤波片具有不同的波长，用于获取同一光斑不同波长的灰度图像。温度场监控方法为：通过两台高速摄像机同时获取同一光斑的两种不同波长的灰度图像，对光斑灰度图像进行处理，利用双波长红外比色测温原理，得到零件单层加工过程中的温度场分布，进而合并各层温度场，获得零件已成形部分整体温度场。本发明能对零件成形过程中的温度场进行实时监控，效率高，动态特性好，对被测物体的温度分布没有影响。

主权项

1.一种SLM成形过程的温度场获取方法，其特征在于，采用一种SLM成形过程的温度场监控装置，该装置包括一种在激光器与振镜之间安装有半透镜，在半透镜接收由振镜传来的光束的反射光路上设置有两台高速摄像机，两台高速摄像机上各安装一个滤波片，两个滤波片具有不同的波长，用于获取同一光斑不同波长的灰度图像；所述两个滤波片的波长分别为0.78μm和0.93μm，带宽均为0.02μm；所述两台高速摄像机为黑白高速摄像机，像素小于20×20，录制速度不小于2000帧/s；所述SLM成形过程的温度场获取方法为：通过所述两台高速摄像机同时获取同一光斑的两种不同波长的灰度图像，对光斑灰度图像进行处理，利用双波长红外比色测温原理，得到零件单层加工过程中的温度场分布，进而合并各层温度场，获得零件已成形部分整体温度场；具体包括以下步骤：步骤1：根据零件成形温度范围，标定比色温度和实际温度的对应关系；步骤2：通过所述振镜读取零件当前层中的光斑位置数据；步骤3：通过所述温度场监控装置同时捕捉步骤2中读取的光斑位置处两种不同波长的光斑灰度图像，通过比色测温算法获得光斑位置处的比色温度值；步骤4：重复步骤2、3，直至获得零件当前层所有位置的比色温度值，进而获得零件当前层的比色温度矩阵；步骤5：根据步骤1中标定的比色温度和实际温度关系，利用计算机将步骤4中获得的比色温度矩阵转化为实际温度矩阵，得到零件当前层的温度场分布；步骤6：将零件当前层的温度场分布与之前已成形各层的温度场分布进行合并，获得零件已成形部分整体温度场分布。