發(fā)布時間：2022-11-06 16:47

　　增材制造作為一種新型的制造技術在國內外發(fā)展迅速,在航天、軍工、生產制造業(yè)等領域都得到了廣泛的運用。目前,國內外對于增材制造加工過程中的各項研究發(fā)現(xiàn),由于加工工藝中的各種原因導致快速成形零件時出現(xiàn)缺陷、裂紋、翹曲變形等,進而導致成形質量差,一次成型率較低。因此,為了提高零件加工效率以及一次成形合格率,迫切需要建立有效的檢測系統(tǒng)來進行零件形貌變形檢測。本文針對金屬增材制造加工過程中可能會出現(xiàn)的各種缺陷做了詳細調研,通過理論和實驗的方式分析產生各缺陷的原因,并基于激光三角測量法逆向還原加工零件表面形貌開展相關的技術研究。本文系統(tǒng)地開展了相關的技術研究,第一,介紹并分析了目前增材制造中加工現(xiàn)狀,重點對加工技術、加工失效類別、失效檢測方法進行調研及研究并提出了工件變形的激光檢測方法,通過對比分析選擇較為穩(wěn)定的激光三角位移測量方法;第二,詳細剖析了激光三角位移測量技術,并對點云數(shù)據(jù)做濾波、配準,根據(jù)不同的表面形貌特征做點云插值和稀疏;第三,采用三角剖分重建算法進行曲面重構,并對重建算法進行優(yōu)化處理,將預處理后的點云數(shù)據(jù)重建還原以及拼接處理;其次,完成基于激光熔覆沉積技術和選擇性激光熔覆技術的變形激... 

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 增材制造的主要技術
        1.1.2 增材制造加工失效類型及檢測方法
        1.1.3 三維形貌檢測技術
    1.2 本文主要內容和技術路線
第二章 理論基礎
    2.1 激光三角位移測量原理
        2.1.1 直射式三角檢測法
        2.1.2 斜射式激光三角法
        2.1.3 直射式與斜射式的比較
    2.2 數(shù)據(jù)點云處理及圖像還原方法
        2.2.1 激光掃描數(shù)據(jù)點云預處理
        2.2.2 三角剖分重建算法
    2.3 圖像拼接方法
        2.3.1 測量點云數(shù)據(jù)處理
        2.3.2 點云拼接方法
    2.4 本章小結
第三章 檢測系統(tǒng)的設計與開發(fā)
    3.1 檢測系統(tǒng)設計
        3.1.1 實驗系統(tǒng)硬件設計
        3.1.2 實驗系統(tǒng)方案設計
    3.2 系統(tǒng)搭建
        3.2.1 關鍵部件
        3.2.2 實驗系統(tǒng)搭建
    3.3 增材制造變形檢測控制與處理系統(tǒng)
    3.4 本章小結
第四章 實驗與結果分析
    4.1 檢測對象分析
    4.2 激光線標定
    4.3 數(shù)據(jù)預處理
        4.3.1 前期預處理方案設計
        4.3.2 離群點信息剔除
        4.3.3 點云濾波
    4.4 點云逆向重建還原
        4.4.1 重建還原算法
        4.4.2 工件檢測實例
    4.5 點云還原拼接結果
    4.6 精度分析結果
    4.7 誤差分析
    4.8 本章小結
第五章 總結和展望
    5.1 總結
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀碩士學位期間取得的成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]金屬增材制造變形與殘余應力的研究現(xiàn)狀[J]. 趙劍峰,謝德巧,梁繪昕,肖猛,沈理達,田宗軍.  南京航空航天大學學報. 2019(01)
[2]同軸送粉金屬激光3D打印熔池流動、成分分布以及組織生長數(shù)值模擬的研究進展[J]. 安曉龍,呂云卓,覃作祥,陸興.  材料導報. 2018(21)
[3]基于刀口法的激光橫向變形檢測與標定方法[J]. 劉旭,黃承義.  工具技術. 2018(07)
[4]一種三維激光掃描系統(tǒng)的設計及參數(shù)標定[J]. 蔡軍,趙原,李宇豪,解楊敏.  北京航空航天大學學報. 2018(10)
[5]一種自適應數(shù)學形態(tài)學激光點云濾波方法[J]. 陳斐然,李浩,易航,孫輝.  勘察科學技術. 2018(02)
[6]增材制造大型鈦合金橫梁缺陷分析[J]. 高翔宇,高祥熙,姜濤,何玉懷.  失效分析與預防. 2018(01)
[7]增材制造技術的研究與應用[J]. 張文毓.  裝備機械. 2017(04)
[8]刀口法測量激光光斑尺寸大小的實驗[J]. 劉徹.  通訊世界. 2017(10)
[9]適用于金屬增材制造的球形粉體制備技術[J]. 樂國敏,李強,董鮮峰,徐慶東,胡勇,李平.  稀有金屬材料與工程. 2017(04)
[10]激光增材制造技術的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 楊強,魯中良,黃福享,李滌塵.  航空制造技術. 2016(12)

博士論文
[1]多激光掃描儀三維重建技術研究及其在木材檢測中的應用[D]. 倪海明.東北林業(yè)大學 2018
[2]散亂點云特征提取方法與部位缺損文物碎片拼接技術研究[D]. 張雨禾.西北大學 2017
[3]三維離散點云數(shù)據(jù)的預處理和配準技術研究[D]. 胡峰俊.浙江工業(yè)大學 2015

碩士論文
[1]焊件表面缺陷激光位移三維重構測量方法研究[D]. 楊鵬程.廣東工業(yè)大學 2018
[2]三維激光掃描點云數(shù)據(jù)分類去噪及空洞修復算法研究[D]. 陳雪榮.長安大學 2017
[3]三維點云數(shù)據(jù)的精簡與拼接[D]. 吳霄.蘇州大學 2017
[4]激光選區(qū)熔化成型零件表面粗糙度研究及在免組裝機構中的應用[D]. 劉睿誠.華南理工大學 2014
[5]基于小功率激光燒結的金屬零件/模具快速制造工藝研究[D]. 王成.華中科技大學 2005
[6]Ni-Cu基合金混合粉末選擇性激光燒結成形技術研究[D]. 胥橙庭.南京航空航天大學 2005



本文編號：3703860