机器|激光粉末床熔合中成分和相图特征对适印性和微观结构的影响：合金系统加工图的开发和比较（一）( 四 ) 机器

然后分两步实施基于Kennedy和O'Hagan校准框架的统计方法。第一步包括使用高斯过程回归构建替代模型，该模型与测量的熔池尺寸相结合，用于校准。下一步利用差异函数解释模型不足，以确保校准模型预测和实验测量之间的准确性。然后使用完全校准模型的熔池尺寸预测来确定图2中显示的未熔合和锁孔边界。
根据观察到的与缺陷形成良好对应的熔池尺寸关系选择潜在缺陷边界，即确定锁孔的熔池宽度/深度关系（W/D）和确定未熔合边界的熔池深度/层厚度（D/t）关系绘制了几个锁孔标准，并与图2中实验表征的单轨进行了比较，以根据实验观察，可视化哪种边界最适合每种材料。根据文献中确定的值（W/D），选择用于比较的钥匙孔标准≤?1.21.52.0），选择缺乏融合标准作为D/t?≤?0.667. 使用支持向量机分类器（SVM）建立了成球缺陷边界，该分类器使用实验性单轨分类将加工图划分为成球区域和非成球区域。
采用SVM和PSVM方法后，采用8个不同类别的不同输入变量，实现160个诊断模型(80个SVM诊断模型和80个PSVM诊断模型) ，并对两种分类方法(SVM和PSVM)的分类兼容性进行了分类精度评价。经过详细的比较，可以得出只有一个特定的类别可以得到最好的结果，即基于PSVM模型的类别#6 ，如图所示。基于PSVM的输电线路故障诊断模型比基于SVM的模型诊断准确率高。
使用三次多项式核SVM分类器确定每种材料的成球区域。一旦确定了这些缺陷标准，就可以为每种合金创建最终的加工图。应注意的是，本工作中描述的用于构建加工图的方法是针对AM机器的，因为在不同机器中构建的单轨可能显示熔池形态的差异。
为确保熔池之间适当融合，采用了基于几何的图案填充间距标准。该标准是在保守假设下得出的，即每个熔池的横向形状在印刷表面上方和下方均为抛物线形。由于难以预测熔池高度，也假设熔池高度等于层厚度。该标准规定，在两个连续轨迹中的两个熔体池之间形成空隙之前，可以使用的填充间距（hmax）的最大值如下所示：
其中W是熔池的宽度， D是熔池的深度， t是层厚度。该方程允许仅基于熔池尺寸和层厚度确定参数空间中任意点的最大图案填充间距边界。该方程用于在每个合金的最终加工图上绘制最大舱口间距轮廓，如图3所示。从参数空间不同位置的每种合金中选择三个参数集，以打印8?×?8.?×?8.?基于图3中的处理图的mm立方体。选择用于打印立方体的图案填充间距值向下舍入为五的最接近倍数。表2中列出了为每个立方体选择的参数。
图3 L-PBF工艺参数图，带有最终选择的锁孔标准和最大舱口间距轮廓。 Ni-20选择的钥匙孔标准在%Cu和Ni-5时铝含量为W/D?≤?1.2和W/D?≤?1.5对于Ni-5?在%Zr和Ni-8.8?在%Zr 。缺乏融合标准保持在D?≤?0.667t ，并使用支持向量机（SVM）分类器将成球区域拟合到单轨实验数据。 D：熔池深度， W：熔池宽度， t：粉末层厚度， hmax：最大填充间距。
表2 选择打印8的处理参数列表?×?8.?×?8.?图3中处理图的最佳工艺参数区域内的mm立方体。
2.3. 微偏析处理图
第2.2节中概述的校准框架提供了详细说明L-PBF参数空间中孔隙度形成区域的处理图。然而，这些地图并未提供详细信息，说明参数空间内微观结构特征的变化。表征微观结构特征差异的一个困难是这些特征的量化。溶质元素的微观偏析可以使用能量色散（EDS）或波长色散光谱（WDS）进行测量，但是，为大量样品生成此数据成本高昂且耗时。微偏析结构中的一次枝晶臂间距（PDA）已被证明取决于L-PBF中的激光功率和扫描速度。
然而，在单个熔池内的不同位置， PDA可能会发生显著变化。因此，必须注意， PDA被用作一个方便的可量化值，目的是定性地映射参数空间中的微观偏析。单轨测量的PDAS值可能无法代表散装零件的PDAS值。然而，参数空间内PDAS值的下降趋势预计表明零件内整体微观偏析的减少。为了在激光功率扫描速度参数空间中绘制每种合金的微观偏析图，在所有四种合金系统打印的46个单轨中的每一个中测量PDA 。然后，使用mba软件包中的R函数mba.surf ，通过多级B样条逼近在PDAS数据集上进行激光功率扫描速度参数空间的插值，以在激光功率扫描速度参数空间中生成基于PDAS值的热图。
平面生长而非细胞树枝状生长结构的观察结果由热图中的零值表示。这些贴图通过单轨和立方体的WDS合成贴图进行验证。最后，将热图与无气孔加工图相结合，以详细说明加工区域，从而形成具有所需微观结构结果的全密度零件。

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