基于光电二极管的激光选区熔化过程监测及信号分析
摘要
在激光选区熔化（SLM）成形过程中，熔池的稳定性会严重影响成形零件的表面及内部质量。本团队根据成形过程中金属粉末吸收激光能量熔化后产生光辐射的原理，搭建了基于光电二极管的SLM同轴在线监测装置，并利用该装置采集了无保护气氛打印过程中高温熔池的辐射时序信号，重点讨论了工艺参数对成形性能、光辐射信号的影响机制以及它们之间的映射关系。研究结果表明：随着激光功率增大，光信号在时域下的强度升高，样品的力学性能提高，表面粗糙度呈现下降的趋势，并且孔隙率大幅下降；扫描速度与光信号强度均值没有明显的相关性，但孔隙率随着扫描速度的增大而先减小后增大；在不同的扫描间距下，随着光信号强度提高，表面粗糙度和孔隙率都有所降低；各工艺组下样品的密度均值和光信号强度均值随扫描速度增大保持同步下降；在同一工艺组内，光信号强度均值的变化不明显，保持相对稳定；扫描间距增大使得样品的密度与光信号强度呈现先增大后减小的趋势。进一步，基于快速傅里叶变换和小波变换等信号处理技术分析了光信号在时频域上的变化，结果发现特征峰的出现和分布可能与功率无显著关系，而与扫描速度密切相关。降低输入能量后，峭度指标下降，熔池的稳定性提高，由高能束冲击诱导产生的飞溅也得到显著抑制。
引用本文（GB/T 7714）
王迪 Wang Di, 唐涛 Tang Tao, 蒋仁武 Jiang Renwu, 等. 基于光电二极管的激光选区熔化过程监测及信号分析[J]. Chinese Journal of Lasers, 2025.
引文网络
本站仅收录题录与摘要供学习参考，全文版权归属出版方；如有侵权请联系我们删除。