商用彩色摄像机在LPBF熔池监测中的应用

近日，卡内基梅隆大学的研究人员在激光粉末床熔融设备上安装了一台相机，以测量熔池温度。研究人员用一台商用彩色相机开发了一种在激光粉末床熔融过程中精确测量熔池温度的实验方法。

增材制造中描述的该方法可用于实时预测和识别缺陷特征，如锁孔导致的裂纹和气孔，从而导致不合格的零件。卡内基梅隆大学的研究人员表示，这种新方法可以应用于任何彩色相机，以实现对各种增材制造工艺中熔池的“完全独特”测量。

所用的彩色相机在传感器上有一个内置的拜耳滤波器，每个红色和蓝色像素滤波器有两个绿色像素滤波器。由于每个像素只感知一种颜色的光，该团队为每个像素获取了独特的测量值。使用一种名为去马赛克的技术，他们重建了一幅全色图像，并测量每种颜色之间的比例来计算温度。

研究人员表示，这种新的比率测量方法避免了与表面性质和视角因素相关的复杂性，这些因素挑战了传统红外成像在增材制造工艺中的应用。参与这项研究的博士生Alex Myers说：“如果不进行分析，就不能直接解释熔池中的物理现象。我们利用实验结果确定了计算流体动力学模型中的未知参数，以表明更多关于熔池微观尺度上发生的事情。”