Fraunhofer ILT改進金屬激光沉積工藝的質量保證

弗勞恩霍夫激光技術研究所ILT已開發用於測試的在線系統，出線以及調節激光金屬沉積機的噴嘴的聚焦粉末噴射。有了這個系統，噴嘴可以通過認證，並且完全可以表徵苛性鹼。由於集成照明的相機模塊，用戶還可以對過程進行可視化和監控。

激光材料沉積已經在各個領域得到了證明 - 例如在修理工具或應用防腐塗層時。但其結果在很大程度上取決於激光束如何均勻地施加粉末，因為難以最佳地調整工藝參數，例如起到決定性作用的粉末進料到熔池中的速度和體積。因此，在此過程之前，噴嘴和焦散必須定期檢查，認證和校準。但是這些步驟的順序非常複雜和繁瑣。

「一名員工通常在金屬板上塗上粉跡，然後由專家檢查。但只有少數專家能以可重現的質量完成這項任務「。Fraunhofer ILT過程式控制制和系統技術項目經理Oliver Nottrodt

集成到通用系統中

?Photo弗勞恩霍夫ILT，德國亞琛。測量粉末射流的新系統。

這種情況激發了亞琛的工程師開發機器支持的在線工藝。該系統解決方案由三個主要組件組成：一個攝像機模塊以及可移動光學元件和照明裝置，所有這些都安裝在加工頭上。噴嘴使用放置在系統中的激光模塊進行測量。這兩個模塊的控制由集成在單獨的或機器控制櫃中的電子裝置提供。Nottrodt解釋說：「對於文檔，了解系統的軸位置很重要。它們的確切位置可以通過公共數據匯流排介面從基本機器傳輸「。

為了檢測和測量粉末射流的粒子密度分布和焦散，用垂直於粉末氣流的激光線照射射流，並通過粉末噴嘴由同軸布置的照相機觀察。系統會多次更改激光和加工頭的相對位置以進行進一步測量。最後，對2,000至3,000幅圖像的評估顯示了一個平面上的粒子的統計分布。

「如果我用這種方法逐漸捕獲所謂的焦散-即粉末粒子束聚焦的聚焦區域-可以根據最重要的參數非常精確地計算和表徵，例如最小直徑和密度分布「，Nottrodt解釋說。

測量系統支持用戶的工作

測量系統使用戶能夠測量和認證粉末進料噴嘴，並完全表徵相應的粉末噴射。它還通過接管用戶的大量任務來幫助建立過程 - 例如測量和標記加工激光的位置以及記錄所有工作步驟。此外，測量系統使用熔池的幾何特徵來監測激光金屬沉積過程，並將其也可視化和記錄。

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