新专利技术将通过原位“撤消”错误层确保第一次正确构建

《3D打印世界》讯/米兰理工大学机械工程系的Bianca Maria Colosimo教授和Marco Grasso教授刚刚提出了一项引人注目的新技术，该技术不仅可以识别激光粉末床融合技术（LPBF）过程中的不一致性，还可以在打印过程中进行修复。

该系统名为Penelope，是一个具备开放式结构，高度传感的LPBF原型并集成了移除工序的系统，目前正在申请专利。

Colosimo和Grasso教授正在开发的现场监测技术可分为三个不同的领域：原位质量计量，原位热成像和原位缺陷校正。这三个元素组成了一个全新的解决方案，以确保使用LPBF增材制造生产完美一致的零件。到目前为止最令人印象深刻的发现之一是团队证明原位缺陷校正根本不会改变零件的最终质量。

原位计量

意大利研究团队提出的现场质量计量学包括创新PENELOPE系统的第一步。它由高分辨率成像设备组成，具有前/后曝光图像和20μm/像素容量，以及安装在打印机的构建室上可重新配置的照明系统。

原位计量系统通过在不同照明条件下捕获印刷品的分层高分辨率图像来提供几何失真的在线检测。这使得系统能够使用基于水平集的图像分割来检测轮廓。成像系统还捕获给定零件几何形状的尺寸测量值，这意味着它可以识别打印机层中的微小不一致性。最后，Penelope能够估计打印机从构建到构建的测量偏差和可变性。

原位热成像

专利现场监测过程中的第二个关键因素是热成像，它依赖于高速热成像系统来热映射和监测冷却瞬时和快速现象，包括飞溅和羽流。该系统是3-5μm中波红外热像仪（MWIR），1000 fps @200μm/像素，校准温度高达1500°C。

原位热成像系统的目的是使用视频成像捕获部件微结构的在线估计。这是通过对扫描区域内的空间和时间冷却梯度的分层分析和建模，以及通过估计微观结构颗粒形态指标（例如柱状晶粒或等角晶粒）来实现的。

原位缺陷校正

PENELOPE技术的最后一部分灵感来自于LPBF系统能够使用现场监测技术自动检测缺陷，然后去除有缺陷的层，从而产生无缺陷的部件。

缺陷修正功能集成了现场发送，监控和混合制造功能，有效地使系统能够磨削零件表面，擦除最新的印刷层。这种新技术可以使LPBF系统在出现缺陷时识别缺陷，通过去除缺陷层来擦除缺陷，相应地调整工艺参数并恢复打印作业。

 研究人员将继续开发和推进具有现场监测和校正功能的新型LPBF工艺，包括机械性能的表征，额外的微观结构分析，氧化效应的研究等。解决了这些问题之后，研究人员将推出完成集成自主缺陷检测和校正的PENELOPE 2.0。

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