激光粉末床熔融中的实时热状态估计与预测
系统与控制
2025-09-22 v1 系统与控制
摘要
激光粉末床熔融（L-PBF）是一种被广泛采用的增材制造工艺，用于逐层制造复杂金属零件。有效的热管理对于确保零件质量和结构完整性至关重要，因为热梯度和残余应力会导致翘曲和开裂等缺陷。然而，现有的实验或计算技术无法实时预测未来的温度分布，而这正是主动过程控制所必需的能力。本文提出了一种用于 L-PBF 的实时热状态预测框架，该框架基于物理先验降阶热模型并与 Kalman 滤波方案相集成。所提出的方法能高效捕捉层间传热动力学，并实现对时空温度演变的精确跟踪与预测。使用实测数据对多种零件几何形状进行的验证表明，该方法能够可靠地估计和预测峰值温度与冷却趋势。通过实现预测性热控制，该框架为 L-PBF 中的热管理提供了一种实用且计算高效的解决方案，为 L-PBF 的闭环控制铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2509.16114,
title = {Real-Time Thermal State Estimation and Forecasting in Laser Powder Bed Fusion},
author = {Yukta Pareek and Abdul Malik Al Mardhouf Al Saadi and Amrita Basak and Satadru Dey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.16114},
year = {2025}
}