激光金属沉积是一种有效的添加剂制造形式，对于工具修理和防腐涂层的应用等特别有用。 然而，像大多数增材制造形式一样，它也面临着挑战。 其结果取决于激光束如何均匀地施加粉末，因为难以最佳地调整工艺参数，例如进入熔池的粉末进料的速度和体积。 在印刷之前，喷嘴和焦散必须定期检查，认证和校准 - 但这些步骤繁琐复杂。

“一名员工在金属板上涂上粉迹，然后由专家检查，”Fraunhofer ILT过程控制和系统技术项目经理毕业工程师Oliver Nottrodt说。 “但只有少数专家能够以可重现的质量完成这项任务。”

挑战促使Fraunhofer ILT的工程师开发机器支持的联机工艺。 该解决方案由三个主要组件组成：一个带有可移动光学元件和照明的相机模块，全部安装在加工头上。 喷嘴使用放置在系统中的激光模块进行测量。 电子设备单独集成或集成在机器控制柜中，可控制两个模块。

Nottrodt说：“对于文档，了解系统的轴位置很重要。 “他们的确切位置可以通过公共数据总线接口从基本机器传输。”

为了检测和测量粉末射流的粒子密度分布和焦散，用垂直于粉末气流的激光线照射射流，并通过同轴布置的照相机通过粉末喷嘴观察射流。 系统会多次更改激光和加工头的相对位置以进行进一步测量。 然后对2,000到3,000张图像的评估显示了一个平面中粒子的统计分布。

“如果我用这种方法逐渐捕获所谓的焦散 - 即粉末粒子束聚焦的聚焦区域 - 可以根据最重要的参数非常精确地计算和表征，例如最小直径和密度分布，“Nottrodt说。

该系统允许用户测量和认证粉末进料喷嘴并且完全表征相应的粉末喷射。它还可以自动执行用户的几项任务，如测量和标记加工激光的位置以及记录所有工作步骤。测量系统还使用熔池的几何特性来监测激光金属沉积过程，并将其进行可视化和记录。

弗劳恩霍夫ILT将参加4月24日至27日在斯图加特举行的质量保证国际贸易展览会CONTROL 2018。欲了解更多关于新系统的信息，与会者可以访问6号展厅的Fraunhofer Alliance VISION 6302联合展位。Fraunhofer ILT将展示一个安装在典型工作头上的集成照明的摄像头模块，开发该系统的工程师将演示激光模块如何在计算机上运行。