[发明专利]一种基于电声效应的电子束增材制造原位检测方法和装置

摘要

本发明公开了一种基于电声效应的电子束增材制造原位检测方法和装置，属于增材制造技术领域。利用脉冲电子束与工件表面相互作用后获得工件表面形貌特征，同时脉冲电子束与工件表面相互作用后产生的热波沿工件表面向工件内部传导形成声波，通过在工件下方增加换能器接收声波实现电声信号探测，获得工件内部分层结构特征；所述检测装置包括二次电子或背散射电子检测系统、电声信号检测系统、电声信号检测系统、信号发生器和数字扫描发生器。利用本发明提供的方法和装置用于检测增材制造过程中工件的表面形貌特征和内部分层结构特征，监控制造品质；所述检测装置尺寸小，结构简单，耦合性好，不会额外增加成本和复杂性。

主权项

1.一种基于电声效应的电子束增材制造原位检测方法，其特征在于，具体步骤如下：步骤一、利用电子枪发射预扫描电子束；所述预扫描电子束为束流强度≤50mA的弱束流电子束；步骤二、对所述预扫描电子束进行调制，获取脉冲电子束；所述的调制是指利用信号发生器产生指定脉宽和频率的脉冲调制信号，所述脉冲调制信号对束闸调制极板的电压信号进行调制，束闸调制极板使所述预扫描电子束实现周期性的传输，获得脉冲电子束；步骤三、利用所述脉冲电子束与工件表面相互作用产生的二次电子或背散射电子信号获得工件表面形貌特征；步骤四、利用所述脉冲电子束与工件表面相互作用，并在工件表面产生热波，所述热波沿工件表面向工件内部传导形成声波，由位于工件下方的换能器接收所述声波形成电声信号，换能器将所述电声信号传输到电声信号采集处理器，电声信号采集处理器对所述电声信号进行放大滤波后传输到计算机进行成像，获得工件内部分层结构特征。