[发明专利]同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统及测试方法

权利要求书

1.一种同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述观测系统包括：

a、同轴送粉增材制造设备，

包括粉末供应装置(10-4)，所述粉末供应装置(10-4)的粉末里加入示踪颗粒(20-4)；

b、X射线观测设备，

包括X射线光源(20-1)和光路系统，所述光路系统包括反射镜(20-7)、准直透镜(20-8)、聚焦镜(20-9)和成像装置(20-10)；

X射线(20-1)光源对基板(20-5)上的准加工区域(20-3)；X射线(20-1)穿过准加工区域(20-3)后，经过X射线闪烁计数器(20-6)到反射镜(20-7)，再到准直透镜(20-8)、聚焦镜(20-9)，最后到成像装置(20-10)；

c、图像显示处理设备(30)，

通过光路系统采集得到图像数据信息，并将数据传递给图像显示处理设备(30)。

2.根据权利要求1所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述同轴送粉增材制造设备还包括激光器(10-1)、激光发射器(10-3)；激光器(10-1)通过光纤(10-2)连接到激光发射器(10-3)；粉末供应装置(10-4)对准加工区域(20-3)，且粉末供应装置(10-4)设置在基板(20-5)上方。

3.根据权利要求1所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述系统还包括X射线产生装置，所述X射线产生装置为同步辐射X射线产生装置。

4.根据权利要求1所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述粉末选自金属基粉末。

5.根据权利要求4所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述金属基粉末选自铝合金粉末、钛合金粉末、镁合金粉末中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，示踪颗粒(20-4)在金属粉末里的体积比例在1％-5％之间，且熔点高于金属粉末的沸点，不与金属粉末发生反应。

7.根据权利要求6所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，所述示踪颗粒(20-4)的颗粒粒径在10μm～100μm之间。

8.根据权利要求1所述的同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，基板(20-5)的尺寸为不超过X射线的穿透能力的尺寸，且在垂直X射线方向的不超过100mm。

9.根据权利要求1所述的基于同轴送粉增材制造工艺过程原位观测系统，其特征在于，设置在X射线与准加工区域(20-3)间的观测窗口(20-2)选用聚酰亚胺材料，且厚度不超过10mm。

10.一种根据权利要求1～9中任一项所述的观测系统进行同轴送粉增材制造工艺过程原位观测的测试方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，提供所述同轴送粉增材制造设备，设置好工艺参数，使之能够正常进行工作并在粉末供应装置(10-4)的金属粉末里加入示踪颗粒(20-4)，使之与金属粉末混合均匀；

步骤二，启动X射线观测设备，让X射线光源(20-1)对准所需观测的加工区域(20-3)，并设置好参数和调试好设备，使之进入工作状态；

步骤三，启动同轴送粉增材制造设备，开始进行增材制造过程，打印试样；

步骤四，打印好试样后，工艺结束后，关闭同轴送粉增材制造设备，关闭X射线观测设备，使用图像显示处理设备(30)采集的图像信息处理数据信息。