一种多高能束增强原位测量增材制造中蒸汽反冲压的方法与流程

技术特征：
1.一种多高能束增强原位测量增材制造中蒸汽反冲压的方法，测量方法由测量系统完成，所述测量系统包括高能束增材制造装置和高时空分辨摄像装置，其特征在于，在所述高能束增材制造装置上设置双高能束扫描模式且所述双高能束同向前后而行，所述测量方法包括以下步骤：s1、将材料粉末铺展到增材制造装置的基板上，并覆盖双高能束行进的路径范围，制作粉末床；s2、在高能束增材制造装置架设旁轴高时空分辨摄像装置，使其像方视场覆盖所述双高能束交互作用区域；s3、启动增材制造装置的双高能束扫描模式，双高能束按照规划路径对步骤s1制作的粉末床进行扫描；s4、通过实验与数学变换对高时空分辨摄像装置进行标定，确定高能束作用区域的坐标与高时空分辨成像坐标之间的对应关系；s5、通过高时空分辨摄像装置观测熔池上方的飞溅颗粒动力学行为，遴选出运动轨迹被高能束捕获而发生偏转的飞溅颗粒；s6、拟合步骤s5获得的运动轨迹，得到飞溅规律的运动“速度-角度-时间”曲线；s7、对步骤s6得到的运动“速度-角度-时间”曲线求导，得到步骤s4捕获的飞溅颗粒运动的加速度a
p
，由牛顿第二定律，计算得到飞溅颗粒表面单位面积所受到的蒸汽反冲压p
r
。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述双高能束包括激光、离子束和电子束中任一种或多种。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述双高能束同向前后而行时，两个高能束之间距离间隔为0.1mm~1mm。4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述高能束的扫描速度为10 mm
·
s-1 ~ 5000 mm
·
s-1
，光斑直径50μm~200μm。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高时空分辨摄像装置包括长焦显微镜头、滤光片和激光照明光源。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高时空分辨摄像装置的时间分辨率为0.1μs~10μs。7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高时空分辨摄像装置空间分辨率为1μm/pixel~10μm/pixel。8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，增材制造方法包括：送粉式激光增材制造方法、激光立体成形方法、选区激光熔化方法和粉末床电子束熔化方法中的任一种或多种。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤s1中，所述材料粉末的颗粒粒径范围为10μm~500μm。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述材料包括金属、陶瓷和高分子聚合物中的任一种。

技术总结
本发明提供了一种多高能束增强原位测量增材制造中蒸汽反冲压的方法。将高能束增材制造中的飞溅颗粒作为原位示踪粒子，采用双高能束，且设置双高能束扫描模式为同向前后而行，“前列高能束”与粉末作用时产生的后向出射飞溅，经“后列高能束”辐照发生如L形的偏转，有效增加了光致蒸汽反冲压作用下典型飞溅的数量，使得高时空分辨摄像装置更容易捕获到典型飞溅颗粒运动轨迹，进一步通过力学分析和数学计算得到高能束与材料相互作用过程中蒸汽反冲压，大幅提高了原位测量蒸汽反冲压效率，更能深入地揭示高能束增材制造过程中蒸汽反冲压行为的内在规律。行为的内在规律。行为的内在规律。


技术研发人员：殷杰 郝亮 尹作为 李妍 李正 孙庆磊 石斌
受保护的技术使用者：中国地质大学（武汉）
技术研发日：2022.02.17
技术公布日：2022/3/22