如今，在像飛機和醫療器械這樣的高精密機械行業(ye) 中，使用激光粉末床融合（L-PBF）技術製造金屬零件變得愈加普遍。L-PBF允許直接從(cong) CAD模型生成非常複雜的幾何形狀。然而由於(yu) 層工藝的性質，諸如孔隙率之類的缺陷會(hui) 在組件生產(chan) 過程中顯現出來。

為(wei) 了滿足嚴(yan) 格的安全認證要求，比利時洛默爾製造科學中心Flanders Make的研究人員通過將Mikrotron EoSens 3CL三百萬(wan) 像素相機加入材料加工過程，以更好地了解增材製造過程中熔池的表現和穩定性。

L-PBF是一種增材製造形式，使用激光將金屬粉末熔化並融合在一起以製造功能性組件。金屬粉末散布在構建層上，厚度一般是0.1mm，逐層製造直到達到所需的組件尺寸。從(cong) 本質上講，L-PBF是許多單獨堆疊的焊縫組合，重疊和熔深深度決(jue) 定了最終零件的密度和質量。任何缺陷的出現都會(hui) 導致機械性能發生改變，從(cong) 而加快零件報廢的速度。

對於(yu) 缺陷問題，工程師過去采取既耗時又成本低效的後期生產(chan) 質量控製技術，例如使用X射線計算機斷層掃描以確保最終組件符合規格。Flanders Make的研究人員試圖為(wei) 昂貴的熔池深度、寬度估計方法，創造另一種經濟可行的替代方案。

Flanders Make研究團隊采用的成像係統主要是Mikrotron相機和大麵積矽光電二極管傳(chuan) 感器。傳(chuan) 感器可以在800nm-950nm範圍內(nei) 實現帶通過濾，以防止任何環境光和激光幹擾測量。該係統是使用基於(yu) FPGA的定製圖像采集卡構建，該圖像采集卡與(yu) 光纖耦合網絡連接存儲(chu) 相連。

該網絡連接存儲(chu) 配備了具備RAID 0的4塊1TB固態磁盤，可實現高達1 GB/s的可持續數據傳(chuan) 輸速率和4TB的總容量。Mikrotron EoSens 3CL相機接口是“完整”配置的Camera link，數據傳(chuan) 輸速率高達850 MB/s。

在平衡光線、分辨率和幀速率後，研究人員將相機的采集速度設置為(wei) 每秒2萬(wan) 幀。捕獲的圖像為(wei) 8位灰度圖像，尺寸為(wei) 120×120像素。校準後的像素大小是11.8μm，從(cong) 而實現1416×1416μm的視域。由於(yu) 熔池尾部發生飛濺或破裂，一幀可能包含多個(ge) 對象，因此圖像處理的第一步是過濾掉熔池輪廓。對此，研究人員通過結合使用Sobel濾波器的邊緣檢測和激光的相對位置來完成。

研究人員在係統測試中發現，測得的熔池寬度和預測深度與(yu) 加工參數範圍內(nei) 的金相測量結果相符。這種非破壞性測試確定熔池尺寸的能力非常有用，尤其在快速確定合適的加工參數窗口方麵。在配備NVIDEA QUADRO M4000計算機上，處理所有數據和生成圖像過程所需的時間不到5分鍾。5分鍾之內(nei) 大約有2分鍾是用於(yu) 圖像處理，平均每幀圖像的處理時間約為(wei) 0.5毫秒。與(yu) 使用標準技術生成處理圖像相比，這種方法的處理時間幾乎可以忽略不計。

Flanders Make團隊采用的方法，為(wei) 使用L-PBF生產(chan) 出應用於(yu) 高端行業(ye) 的嚴(yan) 格質量和可重複性標準零件提供了切實可行的解決(jue) 方案。隨著進一步的改進，研究人員相信這種圖像成形方法可以應用到其他增材製造或者是傳(chuan) 統材料加工技術，如電子束、激光和電子束焊接/切割等。

RAID 0又稱為(wei) Stripe或Striping，它代表了所有RAID級別中最高的存儲(chu) 性能。RAID 0提高存儲(chu) 性能的原理是把連續的數據分散到多個(ge) 磁盤上存取，這樣，係統有數據請求就可以被多個(ge) 磁盤並行的執行，每個(ge) 磁盤執行屬於(yu) 它自己的那部分數據請求。