الرصد أثناء العملية لخاصية المسامية في التصنيع الإضافي باستخدام مطيافية الانبعاث البصري

تُعد مشكلة انتشار العيوب، مثل الانقطاع داخل الجزء (على سبيل المثال، المسامية)، أحد التحديات الرئيسية في التصنيع الإضافي للمعادن. الهدف من هذا العمل هو رصد المسامية في تصنيع مسحوق الليزر (L-PBF) للأجزاء الاختبارية المصنوعة من سبيكة النيكل 718 (المعروفة بشكل شائع باسم إنكونيل 718) باستخدام مطيافية الانبعاث البصري أثناء العملية. لتحقيق هذا الهدف، يتم بناء أجزاء اختبارية على شكل أسطوانات تحت ظروف معالجة مختلفة على آلة L-PBF التجارية المزودة بحساس ضوئي متعدد الطيف في الموقع. يتم التقاط توقيعات الانبعاث الضوئي بشكل مستمر أثناء البناء بواسطة الحساس متعدد الطيف. بعد المعالجة، يتم تحديد مستوى المسامية داخل كل طبقة من جزء الاختبار باستخدام التصوير المقطعي المحوسب (CT). يتم استخراج معاملات تحويل فورييه الرسومية طبقة بطبقة من التوقيعات المكتسبة من الحساس الضوئي متعدد الطيف. تُستخدم هذه المعاملات المشتقة كميزات إدخال داخل نماذج تعلم الآلة المختلفة للتنبؤ بنسبة مستوى المسامية في كل طبقة مع اعتبار بيانات CT كمرجع حقيقي. وجد أن هذه الطريقة تتنبأ بالمسامية على أساس طبقة بطبقة بدقة تقارب 90% (درجة F) في وقت حساب أقل من 0.5 ثانية. بالمقارنة، فإن اللحظات الإحصائية، مثل المتوسط، والتباين، وما إلى ذلك، أقل دقة (درجة F ≈ 80%) وتتطلب وقت حساب يتجاوز 5 ثوانٍ.