激光粉末床熔融中的层间熔池控制
系统与控制
2024-09-18 v2 系统与控制
摘要
增材制造工艺是生产复杂几何形状灵活且高效的技术。然而，由于工艺中复杂的物理特性与多种不确定性来源，确保其可靠性和可重复性具有挑战性。在本工作中，我们研究激光粉末床熔融（LPBF）工艺中熔池尺寸的闭环控制。我们提出了一种基于轨迹优化的层间控制器，其通过调整下一层的激光功率输入来跟踪期望的熔池深度，并将该控制器置于二维 LPBF 工艺的闭环高保真多层光滑粒子流体动力学模拟器中进行验证。详细的数值案例研究展示了对砖块和悬垂几何形状熔池深度的成功调节，并首次给出了层间输入优化对 LPBF 工艺有效性的结果，以及对受控工艺物理特性的深入见解。计算复杂度和工艺性能结果说明了该方法的有效性，并为其在实际系统中的实现提供了展望。
引用
@article{arxiv.2311.10218,
title = {Layer-to-Layer Melt Pool Control in Laser Powder Bed Fusion},
author = {Dominic Liao-McPherson and Efe C. Balta and Mohamadreza Afrasiabi and Alisa Rupenyan and Markus Bambach and John Lygeros},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.10218},
year = {2024}
}