高解像度カメラは、L-PBFプロセスの溶融池の変化を正確に監視します
今日、航空機や医療機器などの高精度機械産業では、金属部品を製造するためのレーザー粉末床溶融（L-PBF）技術の使用がますます一般的になっています。 L-PBFを使用すると、CADモデルから非常に複雑な形状を直接生成できます。 ただし、層プロセスの性質上、部品の製造プロセス中に多孔性などの欠陥が発生します。
厳格な安全認証要件を満たすために、ベルギーのロンメル製造科学センターのFlanders Makeの研究者は、添加剤製造における溶融池の挙動と性能をよりよく理解するために、Mikrotron EoSens3CL3メガピクセルカメラを材料処理プロセスに追加しました。プロセス。安定性。
カラス撃退レーザーポインター
L-PBFは、レーザーを使用して金属粉末を溶融および溶融し、機能部品を製造する積層造形の一種です。金属粉末はビルド層に散乱し、厚さは通常0.1mmで、必要なコンポーネントサイズに達するまで層ごとに製造されます。基本的に、L-PBFは、個別に積み重ねられた多くの溶接の組み合わせであり、オーバーラップと侵入深さが最終部品の密度と品質を決定します。欠陥が発生すると、機械的特性が変化し、部品の廃棄がスピードアップします。
欠陥については、エンジニアは、最終コンポーネントが仕様を満たしていることを確認するためのX線コンピューター断層撮影の使用など、時間と費用効果の高いポストプロダクション品質管理手法を採用していました。 Flanders Makeの研究者は、溶融池の深さと幅を推定する高価な方法に代わる、経済的に実現可能な別の方法を作成しようとしました。
Flanders Makeの研究チームが使用するイメージングシステムは、主にMikrotronカメラと大面積シリコンフォトダイオードセンサーです。センサーは、800nm〜950nmの範囲のバンドパスフィルタリングを実現して、周囲光やレーザーが測定に干渉するのを防ぎます。このシステムは、FPGAベースのカスタムフレームグラバーを使用して構築されています。このフレームグラバーは、ファイバー結合ネットワーク接続とストレージに接続されています。
ネットワークに接続されたストレージには、RAID0を備えた4つの1TBソリッドステートディスクが装備されており、最大1 GB / sの持続可能なデータ転送速度と4TBの合計容量を実現できます。 Mikrotron EoSens 3CLカメラインターフェースは、最大850MB /秒のデータ転送速度を備えた「完全な」カメラリンクです。
光、解像度、フレームレートのバランスをとった後、研究者はカメラの取得速度を20,000フレーム/秒に設定しました。キャプチャされた画像は、120×120ピクセルのサイズの8ビットグレースケール画像です。 1416×1416μmの視野を実現するために、校正されたピクセルサイズは11.8μmです。溶融池の尾がはねたり壊れたりするため、フレームに複数のオブジェクトが含まれる場合があります。そのため、画像処理の最初のステップは、溶融池の輪郭をフィルターで除去することです。この点で、研究者は、ソーベルフィルターのエッジ検出とレーザーの相対位置を組み合わせることによってこれを達成しました。
研究者は、システムテストで、測定された溶融池の幅と予測された深さが、処理パラメータの範囲内で金属組織学的測定結果と一致していることを発見しました。溶融池のサイズを決定するこの非破壊検査機能は、特に処理パラメータの適切なウィンドウを迅速に決定する際に非常に役立ちます。 NVIDEA QUADRO M4000を搭載したコンピューターでは、すべてのデータを処理して画像を生成するのに5分もかかりません。 5分以内の画像処理には約2分が使用され、画像の各フレームの平均処理時間は約0.5ミリ秒です。処理された画像を生成するための標準的な技術の使用と比較して、この方法の処理時間はほとんど無視できます。
Flanders Makeチームが採用した方法は、L-PBFを使用して、ハイエンド産業で使用される厳格な品質と再現性のある標準部品を製造するための実用的なソリューションを提供します。さらなる改善により、研究者は、この画像形成方法が、電子ビーム、レーザー、電子ビーム溶接/切断など、他の積層造形または従来の材料処理技術に適用できると考えています。
RAID 0は、ストライプまたはストライピングとも呼ばれ、すべてのRAIDレベルの中で最高のストレージパフォーマンスを表します。ストレージパフォーマンスを向上させるRAID0の原則は、アクセスのために連続データを複数のディスクに分散することです。このように、システムには複数のディスクで並行して実行できるデータ要求があり、各ディスクはデータ要求の独自の部分を実行します。 。