激光增材制造技術(shù)利用高能密度激光掃描金屬粉末或絲材實現(xiàn)復(fù)雜金屬結(jié)構(gòu)高效制造，已廣泛應(yīng)用于航空、航天、能源等領(lǐng)域關(guān)重件高性能制造。針對混粉位置精度控制及粉末回收難題，本項目采用機械臂輔助送粉，通過多通道精準混粉及實時控制，優(yōu)化打印路徑，避免資源浪費；建立控制系統(tǒng)，實現(xiàn)機械臂運動參數(shù)在線自適應(yīng)優(yōu)化，利用傳熱模型和深度學(xué)習(xí)分析缺陷與熔池溫度分布關(guān)系，通過強化學(xué)習(xí)動態(tài)調(diào)整打印參數(shù)，提高制造質(zhì)量和精度。

本項目以建立一套智能的、自適應(yīng)優(yōu)化的機械臂輔助送粉式增材制造系統(tǒng)為目標。

1. 建立控制系統(tǒng)，自動化控制激光功率和送粉速度，確保僅在有效路徑開啟。

2. 利用機器學(xué)習(xí)優(yōu)化激光器和送粉器參數(shù)，實現(xiàn)參數(shù)在線控制。

3. 實時調(diào)節(jié)工藝參數(shù)，保持熔池溫度穩(wěn)定，探究缺陷與溫度分布關(guān)系。

4. 開發(fā)機械臂自動控制系統(tǒng)，生成適應(yīng)不同結(jié)構(gòu)的打印路徑。

5. 建立自適應(yīng)優(yōu)化系統(tǒng)，動態(tài)調(diào)整打印參數(shù)，減少多材料結(jié)構(gòu)的缺陷，實現(xiàn)高質(zhì)量制造。

研發(fā)了一套集成化的控制系統(tǒng)，實現(xiàn)了復(fù)雜模型的打印路徑生成，末端執(zhí)行器與機械臂的同步控制并且能做到根據(jù)是否處于空行程自動開啟關(guān)閉，熔池溫度的實時監(jiān)測并實現(xiàn)了根據(jù)溫度場預(yù)測缺陷的產(chǎn)生情況，將優(yōu)化后的工藝參數(shù)反饋給控制系統(tǒng)，完成了樣品的打印過程。

基于有限元仿真以及機器學(xué)習(xí)模型，實現(xiàn)了根據(jù)溫度場預(yù)測缺陷產(chǎn)生情況

通過單道熔覆實驗測試不同工藝參數(shù)下的熔池形貌、拉伸試驗測量樣品性能，得到了最適合的打印參數(shù)