原位多光谱熔池监测
离轴与同轴多光谱成像系统,在 PBF-LB/M 加工过程中输出熔池的绝对温度场与发射率图。

传统熔池监测记录的是相对亮度——只有明暗、没有物理单位。本项目开发的多光谱成像(MSI)系统同时采集多个光谱波段,逐像素解耦温度与发射率,从而得到熔池表面的绝对温度场;经辐射定标后测量误差小于 2%。
MSI 相机对加工区进行观测,空间分辨率约 1.9 × 1.3 µm/像素。
项目核心内容:
- 离轴 MSI:外部俯视加工区的构型,用于系统性的单道与多道实验研究。
- 同轴 MSI:集成进 PBF-LB/M 设备的激光光路,获得与过程同步、无畸变的熔池视野。
- 辐射定标:基于黑体的 SWIR 相机及完整光路定标,把测得的强度转化为可溯源的温度(发表于 Measurement, 2025)。
- 数据管线:从原始帧到标定温度/发射率图的自动化处理,包括熔池分割、几何提取,以及数百组实验的统计分析。
- 验证:将 MSI 得到的熔池几何与 X 射线成像对比验证。
这些温度场是我们研究熔池物理与激光光束整形的测量基础。