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龍圖騰網獲悉上海交通大學;上海交通大學安徽(淮北)陶鋁新材料研究院申請的專利激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統與方法獲國家發明授權專利權，本發明授權專利權由國家知識產權局授予，授權公告號為：CN115326811B 。

龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-08發布的發明授權授權公告中獲悉：該發明授權的專利申請號/專利號為：202211019262.3，技術領域涉及：G01N21/88；該發明授權激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統與方法是由唐梓玨;王洪澤;孫騰騰;王安;魏強龍;施祎;吳一;王浩偉設計研發完成，并于2022-08-24向國家知識產權局提交的專利申請。

本激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統與方法在說明書摘要公布了：本發明公開了一種激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統與方法，包括激光熔化沉積同軸監測系統、圖像在線處理單元、形貌缺陷識別單元、原位反饋調控單元，圖像在線處理單元去除所采集圖像信號的噪聲干擾，提取用于形貌缺陷識別單元所需的關鍵特征；形貌缺陷識別單元根據圖像在線處理單元處理后的圖像數據對形貌缺陷進行識別判斷，判斷其屬于哪類缺陷及所處階段；原位反饋調控單元根據形貌缺陷識別單元所得結果，判斷上述缺陷是否具有通過原位調控進行抑制的可行性，對于可抑制缺陷，進行基于工藝路徑參數的原位調控。本監控系統與方法在現有監測系統基礎上完成，成本低、適用性廣，可解決激光熔化沉積鋁合金時形貌缺陷難抑制的工業難題。

本發明授權激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統與方法在權利要求書中公布了：1.一種激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控方法，其特征在于，基于激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統實現，激光熔化沉積鋁合金薄壁結構形貌缺陷監控系統包括激光熔化沉積同軸監測系統、圖像在線處理單元、形貌缺陷識別單元、原位反饋調控單元，激光熔化沉積同軸監測系統包括激光器、激光頭、位移裝置、材料進給裝置、同軸監測單元和工業相機單元，所述激光器發出的激光束傳輸至所述激光頭，再照射至鋁合金基材或沉積層，同步進行鋁合金粉末送粉，形成液態鋁合金熔池熔體，所述激光頭連接至所述位移裝置上進行位移，在沉積過程中，利用所述同軸監測單元和所述工業相機單元進行熔池圖像采集，最終將數據傳輸至所述圖像在線處理單元中；所述圖像在線處理單元去除所述工業相機單元所采集圖像信號的激光散射或粉末飛濺干擾，提取所需的關鍵特征，所述形貌缺陷識別單元根據所述圖像在線處理單元處理后的圖像數據對形貌缺陷進行識別判斷，判斷其屬于哪類缺陷及所處階段，所述原位反饋調控單元根據所述形貌缺陷識別單元所得結果，判斷上述缺陷是否具有通過原位調控進行抑制的可行性，對于可抑制缺陷進行基于工藝路徑參數的原位調控； 包括下列步驟： a、尺寸標定：將工業相機放置于同軸監測單元出光口處，調節激光頭與基板之間的距離l為實際最優加工距離l'，對焦后標定圖像與實際尺寸的比例，得到圖像像素值與實際尺寸的比例為k:1； b、清晰度-距離關系建立：調整激光頭與基板之間距離為l'、l'+1、l'+2、l'+3、l'+4mm，確定不同激光頭與基板之間距離時的清晰度特征，即圖像平均灰度梯度值h，建立兩者之間的映射關系h＝fl； c、圖像采集：激光頭加工時，工業相機實時采集加工過程中的圖像，采集幀率范圍為5～200fps； d、預處理：圖像在線處理單元對采集到的圖像進行預處理，包括灰度處理、圖像濾波降噪，處理速度為5～200ms； e、特征提取：提取熔池內部區域面積特征、圖像整體清晰度特征、熔池數量特征，其中，熔池內部區域特征為獲得實時的熔池內部區域面積像素值s，圖像整體清晰度特征為獲得的圖像平均灰度梯度值h，熔池數量特征為現有圖像范圍內的液態熔池數量q； f、缺陷類型及所處階段識別：根據步驟a中的標定比例k:1以及步驟c～e圖像在線處理單元對特征圖像的處理，熔池內部區域實際面積S＝sk，判斷激光熔化沉積形貌缺陷狀態；薄壁結構形貌缺陷類型包括兩端傾斜、沉積失敗、局部塌陷、球化分離： 1兩端傾斜來源于沉積層兩端熔池的不穩定：初始階段時，熔池內部區域面積較小，無法維持穩定，即每層起始或終止端的0.5s內，S的平均偏差其中，m為熔池圖像數量，當大于給定閾值α1時，開始出現兩端傾斜形貌缺陷的初始誤差；發展階段時，單層起始端熔池面積逐漸增加，終止端熔池面積逐漸減少，擬合位置與熔池面積的一次函數y＝ax+b，當|a|大于給定閾值α2時，所在位置發生兩端傾斜形貌缺陷且已處于發展階段； 2無法堆積主要來源于激光頭與沉積層之間距離l逐漸增加：初始階段時，除去起始與終止端0.5s外的每層內部區域平均面積S逐漸增加，以每隔一層的面積變化率來判斷，當θ大于給定閾值β1時，開始出現沉積失敗缺陷；發展階段時，熔池圖像逐漸遠離工業相機單元焦點，除去起始與終止端0.5s外的每層圖像平均灰度梯度值h逐漸增加，給定h的最優閾值范圍，當所有圖像的h均小于β2時，激光頭與沉積層間的距離異常，已處于無法堆積的發展階段； 3局部塌陷主要由熔池形態不穩定所導致：初始階段時，單層熔池的內部區域面積S出現波動，S的平均偏差大于γ1小于γ2時為該形貌缺陷初始階段；當大于γ2時，處于發展階段； 4球化分離主要由鋁合金薄壁構件兩側的燒結粉末層塌陷所導致：初始階段時， 單層內熔池內部區域面積會明顯增加，S≥δ；發展階段時，熔池數量q大于1；g、缺陷原位調控決策與執行：采用層間原位方式進行形貌缺陷的原位調控，包括： 1針對兩端傾斜缺陷，當處于初始階段時，可在下一層通過增加兩端停留時間來予以調控；處于發展階段時，進行激光頭與沉積層間的距離l與給定閾值α3的判定，距離l由步驟b的關系來計算，當l≥α3時，終止加工，已無法調控，當lα3時，增加前兩停留時間，依靠自優化負反饋來調解； 2針對無法堆積缺陷，當處于初始階段時，可通過在下一層減少提升量、增加激光功率、減少掃描速度來調控；當處于發展階段時，需要根據激光頭與沉積層間的距離l，在下一層調節l至合理范圍內，然后在后續加工中減少提升量、增加激光功率或減少掃描速度； 3針對局部塌陷，當處于初始階段時，可通過在下一層減少提升量來解決，當熔池穩定后繼續以原始提升量進行加工；當處于發展階段時，需要在后幾層僅進行微量提升，進行塌陷的填補，當填補回初始階段時，再根據初始階段調控策略來執行；如反復出現，則需要增加層間間歇時間，或者降低激光功率； 4針對球化分離，當處于初始階段時，可通過在下一層減少激光功率或增加層間間歇時間來調控；當處于發展階段時，加工已經失敗，可終止加工。

如需購買、轉讓、實施、許可或投資類似專利技術，可聯系本專利的申請人或專利權人上海交通大學;上海交通大學安徽(淮北)陶鋁新材料研究院，其通訊地址為：200240 上海市徐匯區華山路1954號；或者聯系龍圖騰網官方客服，聯系龍圖騰網可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網”。