本發(fā)明涉及材料監(jiān)測，更具體地說，本發(fā)明涉及熱管理部件一體化激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、鋁合金散熱器激光選區(qū)熔化(laser?powder?bed?fusion，簡稱l-pbf)是一種先進(jìn)的增材制造技術(shù)，它通過激光束的精確控制來熔化鋁合金粉末，逐層堆積形成最終產(chǎn)品。這種技術(shù)在航空航天、汽車和電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，因為它能夠生產(chǎn)出復(fù)雜形狀的零件，同時減少材料浪費和縮短生產(chǎn)周期。

2、在現(xiàn)有技術(shù)中，鋁合金散熱器的制造通常需要多步驟的加工過程，包括切割、鉆孔、銑削等，這些步驟不僅耗時耗力，而且可能產(chǎn)生大量的廢料。l-pbf技術(shù)通過直接熔化鋁合金粉末并在無模具的環(huán)境下逐層堆積，可以顯著減少加工步驟和廢料產(chǎn)生，提高材料利用率和生產(chǎn)效率。

3、然而，在l-pbf增材制造鋁合金散熱器時，存在若干問題需要解決。首先，激光選區(qū)熔化過程中，粉末床的均勻性和溫度控制非常關(guān)鍵，因為不均勻的粉末床會導(dǎo)致熔化質(zhì)量不一致，而溫度控制不當(dāng)則可能導(dǎo)致局部過熱或熔化不足。其次，鋁合金粉末的粒度、化學(xué)成分和表面處理都會影響最終的熔化過程和產(chǎn)品質(zhì)量。

4、因此，需要實時對l-pbf增材制造鋁合金散熱器進(jìn)行多源信息融合監(jiān)測，從而保障生產(chǎn)質(zhì)量，現(xiàn)提出熱管理部件一體化激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)測系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本發(fā)明提供熱管理部件一體化激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)測系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中提出的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：熱管理部件一體化激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊、多源信息融合模塊和預(yù)警分析與展示模塊；

3、所述傳感器模塊包括溫度傳感器、位移傳感器、視覺傳感器等，用于實時監(jiān)測l-pbf增材制造過程中的溫度、位移、熔池狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)；

4、所述數(shù)據(jù)采集模塊負(fù)責(zé)從傳感器模塊中收集數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號，所述數(shù)據(jù)采集模塊采用高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性；

5、所述數(shù)據(jù)處理模塊用于對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、去噪、校正等操作，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量同時，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，識別潛在的缺陷和問題；

6、所述多源信息融合模塊用于負(fù)責(zé)將來自不同傳感器和數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行融合，通過建立多源信息融合算法模型，提取有用的信息和特征，為后續(xù)的預(yù)警分析和展示提供基礎(chǔ)；

7、所述預(yù)警分析與展示模塊用于將融合后的數(shù)據(jù)，建立缺陷預(yù)測模型，識別出潛在的制造缺陷和質(zhì)量問題，同時，將預(yù)警結(jié)果以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶。

8、優(yōu)選地，所述多源信息融合算法模型工作流程為：

9、首先，收集不同傳感器分別檢測的觀測值，并將每個觀測值視為一個證據(jù)，每個傳感器對應(yīng)一個特定的bpa函數(shù)，利用每個bpa函數(shù)反映每個傳感器對其觀測值的信任程度；

10、對bpa函數(shù)進(jìn)行定義，設(shè)定每個傳感器i對應(yīng)一個bpa函數(shù)mi(a)，其中a是可能的事件或狀態(tài)集合，mi(a)表示傳感器i對事件a發(fā)生的信任程度，滿足其中，是ω全集；

11、然后使用證據(jù)組合公式來計算新的bpa函數(shù)對多個傳感器的信息進(jìn)行融合，以獲得更全面、準(zhǔn)確的監(jiān)測結(jié)果。

12、優(yōu)選地，所述使用證據(jù)組合公式來計算新的bpa函數(shù)對多個傳感器的信息進(jìn)行融合時，設(shè)定n個獨立的bpa函數(shù)m1，m2，...，mn，則組合后的bpa函數(shù)m通過以下公式計算：

13、

14、其中，k是沖突系數(shù)，用于衡量觀測值之間的沖突程度。

15、優(yōu)選地，所述沖突系數(shù)k的計算公式為：

16、

17、如果k＝1，則表示觀測值證據(jù)完全沖突，無法融合；如果k接近1，則表示觀測值之間存在較大的沖突。

18、優(yōu)選地，所述觀測值證據(jù)之間存在沖突，即k較大時，對沖突證據(jù)進(jìn)行加權(quán)處理，以較小其影響。

19、優(yōu)選地，所述缺陷預(yù)測模型公式為：

20、

21、其中，z＝β0+β1x1+β2x2+...+βnxn是缺陷預(yù)測模型的輸出。

22、將z代入sigmoid函數(shù)，得到缺陷預(yù)測模型的預(yù)測概率：

23、

24、其中，是缺陷預(yù)測概率值：

25、σ是sigmoid函數(shù)，用于將缺陷預(yù)測模型的輸出結(jié)果映射到(0,1)區(qū)間；

26、β0，β1，...，βn是模型的參數(shù)，通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)得到；

27、x1，x2，...，xn是從多源信息融合算法模型中獲取的各個傳感器的觀測值數(shù)據(jù)中提取的特征。

28、優(yōu)選地，所述缺陷預(yù)測模型中可以解釋為給定輸入特征x1，x2，...，xn時，樣本屬于正類的概率，如果則模型預(yù)測樣本屬于正類，否則，預(yù)測屬于負(fù)類。

29、如圖1所示，一種鋁合金散熱器激光選區(qū)熔化l-pbf增材制造多源信息融合監(jiān)測檢測方法，利用所述的熱管理部件一體化激光粉末床熔融增材制造在線監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，包括以下步驟：

30、s1：通過傳感器模塊實時監(jiān)測l-pbf增材制造過程中的溫度、位移、熔池狀態(tài)等關(guān)鍵參數(shù)；

31、s2：然后利用數(shù)據(jù)采集模塊從傳感器模塊中收集數(shù)據(jù)，并將其轉(zhuǎn)換為可處理的數(shù)字信號，并采用高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)，確保數(shù)據(jù)的實時性和準(zhǔn)確性；

32、s3：再配合數(shù)據(jù)處理模塊對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、去噪、校正等操作，以提高數(shù)據(jù)質(zhì)量同時，利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析和挖掘，識別潛在的缺陷和問題；

33、s4：隨后通過多源信息融合模塊對來自不同傳感器和數(shù)據(jù)源的信息進(jìn)行融合，通過建立多源信息融合算法模型，提取有用的信息和特征，為后續(xù)的預(yù)警分析和展示提供基礎(chǔ)；

34、s5：最后，通過預(yù)警分析與展示模塊用于將融合后的數(shù)據(jù)，建立缺陷預(yù)測模型，識別出潛在的制造缺陷和質(zhì)量問題，同時，將預(yù)警結(jié)果以可視化的方式呈現(xiàn)給用戶。

35、本發(fā)明的技術(shù)效果和優(yōu)點：

36、1、通過集成多種傳感器和數(shù)據(jù)源，該裝置能夠全面、實時地監(jiān)測l-pbf增材制造過程中的關(guān)鍵參數(shù)和狀態(tài)信息，從而能夠提供更豐富、更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，從而提高監(jiān)測的精度和可靠性；

37、2、通過建立多源信息融合算法模型收集的各個傳感器反饋的信息，能夠及時發(fā)現(xiàn)l-pbf增材制造過程中潛在的問題和缺陷；

38、3、通過建立缺陷預(yù)測模型能夠?qū)-pbf增材制造過程中存在的問題和缺陷進(jìn)行自主判斷，從而進(jìn)行自動預(yù)警，并反饋處具體缺陷和出現(xiàn)的問題點，從而能夠幫助生產(chǎn)人員及時了解產(chǎn)品質(zhì)量狀況，從而可以對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和處理，可以實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量的精確控制，確保產(chǎn)品符合設(shè)計要求；

39、4、通過能夠生成可視化數(shù)據(jù)報告和分析結(jié)構(gòu)，能夠為生產(chǎn)決策提供有力的數(shù)據(jù)支持，通過深入了解生產(chǎn)過程的特點和規(guī)律，生產(chǎn)人員可以做出更加科學(xué)、合理的生產(chǎn)決策，優(yōu)化生產(chǎn)流程，提高生產(chǎn)效益；

40、5、通過提高監(jiān)測精度和對l-pbf增材制造過程中存在的問題和缺陷進(jìn)行自主判斷，能夠即使了解制造情況，從而可以及時停工，減少生產(chǎn)過程中的浪費和返工，從而有助于降低原材料生產(chǎn)成本以及人力成本。