CN113560574B - 3d打印缺陷修复方法 - Google Patents

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Abstract

本申请是关于一种3D打印缺陷修复方法。该方法包括：对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域；对缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；将电磁线圈环绕在成型缸上，根据成型缸中剩余粉末的情况、成型缸的情况以及电磁线圈的情况调整通过电磁线圈的电流强度，得到适合的磁场来固定剩余粉末；对机加工模块和成型缸的相对位置进行调整；采用机加工模块及激光对不同类型的缺陷进行修复。本申请方案使得成型缸中的金属粉体在电磁场的作用下维持自身形貌，在成型缸旋转尤其是大角度旋转调整方位时，避免粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒对缺陷区域产生干扰，有效提高缺陷尤其是大角度缺陷的修复质量和效率。

Description

3D打印缺陷修复方法
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D打印缺陷修复方法。
背景技术
选择性激光熔融(Selective laser melting，SLM)技术是指通过激光束对选定区域的金属粉末进行熔融，再经过冷却结晶成形的一种增材制造技术。该技术具有制备复杂结构、点阵结构和拓扑结构零件的一体化成形能力，而且与其他3D打印技术相比较，具有加工精度高、可加工材料广泛、成型性能好等优点。因此，SLM技术在航空航天、医疗器械、轨道交通和模具等具有复杂结构和微细结构要求的行业中具有重大需求。然而，受限于当前用于SLM技术中的粉末原料材料、连续激光的发展现状以及工艺参数的不合理等，该技术所制备的打印制品和理想的精密结构件还存在一定差距。
产生差距的原因主要有四点，一是打印过程中可能会产生气孔、夹渣等缺陷；二是打印过程中不可避免存在内应力的累积，内应力会造成构件变形，更有甚者当内应力超过材料弹性迹象时将导致开裂；三是打印制品的表面质量由于金属粉末粒径和激光直径等原因而无法达到设计要求；四是由于打印过程热积累效应的影响，打印制品的尺寸精度随体积和打印时间的增加而变差，进而难以实现对尺寸精度的控制。
针对以上前两个问题，传统的解决方案是对打印制品进行后续的无损检测，进而迭代优化工艺参数，引入热等静压等工序，以便获得更高质量的打印件。而对于表面质量和精度不足这一问题，通常采用机加工、打磨抛光、等后处理。然而，这些解决方式不仅增加了时间和耗材成本，降低了生产效率且对于缺陷严重的构件并未进行修补或提供反悔路径，缺乏对生产过程的智能闭环控制，距离一次性高品质成形制造尚有较大距离。
为了解决这些问题，行业内提出了打印制品缺陷在线检测修复的概念：
在公布号为CN111036911A的专利(一种基于在线监测的金属增材制造构件孔隙缺陷清除方法)中，提出了一种针对大尺寸孔洞缺陷的检测和修复方法，通过在线监测系统反馈内部孔洞缺陷，利用脉冲激光对打印制品表面的冲击，使缺陷暴露并采用后续定向能量沉积(Direct Energy Deposition，DED)工艺填充缺陷。
在公布号为CN110421169A的专利(一种金属增材制造过程中缺陷在线修复方法)中，提出了一种针对气孔、夹渣、裂纹等缺陷的检测和修复方法，采用探测系统对缺陷进行定位后，使用超声波辅助铣削的机加工模块对打印制品缺陷区域进行减材加工，最后对缺陷区域进行二次激光熔覆。
在公布号为CN109317672A的专利(一种基于粉末床熔融增材制造技术的增减材复合制造及尺寸在线检测装置)中，提出了一种针对尺寸偏差缺陷的检测和修复方法，通过减材加工及接触测量系统对成形体的尺寸精度进行测量，根据测定的数据和真实零件尺寸轮廓数据进行对比分析，获取零件的减材过程机加补偿值并对成形体进行减材加工。
上述技术方案存在以下缺点：
1、当对缺陷区域进行减材加工时，需要针对缺陷区域的大小和位置调整减材装置及成型缸的角度和方位，使得减材装置能够对缺陷区域进行精准加工，而在成型缸调整的过程中，缸内的金属粉体会因为受力不平衡而难以维持自身的形貌，造成粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒等异常情况，对缺陷区域产生干扰，进而影响缺陷修复的质量和效率；
2、进一步的，当缺陷区域角度较大，需要对成型缸进行大角度调整时，由于对缸内的粉体产生更大的外力，粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒等异常情况会更加严重，对缺陷区域产生更大的干扰，进一步影响缺陷修复的质量和效率。
发明内容
为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种3D打印缺陷修复方法，该3D打印缺陷修复方法，能够使得成型缸中的金属粉体在电磁场的作用下维持自身形貌，在成型缸旋转尤其是大角度旋转调整方位时，避免粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒对缺陷区域产生的干扰，有效提高了缺陷尤其是大角度缺陷的修复质量和效率。
本申请提供一种3D打印缺陷修复方法，包括：
对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，所述缺陷类型包括尺寸缺陷和内部缺陷；
对所述缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；
将电磁线圈环绕在所述成型缸上，根据所述成型缸中剩余粉末的情况、所述成型缸的情况以及所述电磁线圈的情况调整通过所述电磁线圈的电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，所述剩余粉末的情况包括所述剩余粉末的类型和所述剩余粉末的体积，所述成型缸的情况包括所述成型缸的平均温度和所述成型缸的内壁面积，所述电磁线圈的情况包括所述电磁线圈的匝数和所述电磁线圈的环绕长度；
利用所述磁场产生的电磁力固定所述剩余粉末；
对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整，使得所述机加工模块与所述缺陷区域对准；
若需要进行修复的所述缺陷类型为所述尺寸缺陷，则采用所述机加工模块对所述缺陷区域进行减材；
若需要进行修复的所述缺陷类型为所述内部缺陷，则采用所述机加工模块对所述缺陷区域进行减材，再利用激光对所述缺陷区域去除后的区域进行逐层打印。
在一种实施方式中，所述对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，包括：
采用工业相机对所述打印制品的每层打印面进行拍摄，得到所述每层打印面的二维图像；
将所述二维图像传回上位机，通过第一算法将所述二维图像集成为三维图像；
将所述三维图像与理想三维模型图像进行对比，识别所述三维图像与所述理想三维模型图像之间的图像偏差，根据所述图像偏差的尺寸和位置确定需要进行修复的所述缺陷区域；
若所述图像偏差的尺寸超过第一阈值，则确定所述打印制品存在缺陷，且所述缺陷类型为所述尺寸缺陷。
在一种实施方式中，所述对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，还包括：
采用工业相机对所述打印制品的打印面进行拍摄，得到所述打印面的累积层图像；
将所述累积层图像传回上位机，测算出所述打印制品当前阶段的层数和体积；
若所述层数达到第二阈值或所述体积达到第三阈值，则采用超声波探测仪对所述打印制品发射超声波，并收集传回的声波信号；
对所述声波信号进行A/D转换后传回所述上位机，由所述上位机根据预先设定好的数据库进行比对，识别出所述声波信号与所述数据库中信号的信号偏差；
通过第二算法确定所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域；
若所述信号偏差对应所述打印制品的区域的尺寸超过第四阈值，则确定所述打印制品存在缺陷，且所述缺陷类型为所述内部缺陷。
在一种实施方式中，所述将电磁线圈环绕在所述成型缸上，根据所述成型缸中剩余粉末的情况、所述成型缸的情况以及所述电磁线圈的情况调整通过所述电磁线圈的电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，包括：
测量吸取的所述周围粉末的体积、所述打印制品当前的体积以及所述成型缸的体积，计算出当前所述成型缸中所述剩余粉末的体积；
测量计算所述成型缸的平均温度和内壁面积；
测量计算所述电磁线圈的匝数和环绕长度；
根据所述剩余粉末的类型、所述剩余粉末的体积、所述成型缸的平均温度、所述成型缸的内壁面积、所述电磁线圈的匝数以及所述电磁线圈的环绕长度实时调控电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场。
在一种实施方式中，所述根据所述剩余粉末的类型、所述剩余粉末的体积、所述成型缸的平均温度、所述成型缸的内壁面积、所述电磁线圈的匝数以及所述电磁线圈的环绕长度实时调控电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，包括：
根据所述剩余粉末的类型得到所述剩余粉末的密度以及磁导率；
根据以下公式计算所述剩余粉末的重量：
W＝V×ρ×g
其中，W为所述剩余粉末的重量，V为所述剩余粉末的体积，ρ为所述剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度；
根据以下公式计算固定所述剩余粉末实际所需吸引力：
F＝W×α+T×β
其中，F为所述实际所需吸引力，W为所述剩余粉末的重量，α为重量调整系数，T为所述成型缸的平均温度，β为温度调整系数；
根据以下公式计算固定所述剩余粉末实际所需电磁力：
F电＝(μ×H实)2×S÷(2×μ)
其中，F电为所述实际所需电磁力，H实为实际所需磁场强度，S为所述成型缸的内壁面积，μ为所述剩余粉末的所述磁导率；
令F＝F电，并将W＝V×ρ×g代入，得到计算固定所述剩余粉末实际所需磁场强度公式如下：
Figure BDA0003110764880000051
其中，H实为所述实际所需磁场强度，V为所述剩余粉末的体积，ρ为所述剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度，α为所述重量调整系数，T为所述成型缸的平均温度，β为所述温度调整系数，S为所述成型缸的内壁面积，μ为所述剩余粉末的所述磁导率；
理论磁场强度计算公式为：
H＝N×I÷Le
其中，H为所述理论磁场强度，N为所述电磁线圈的匝数，I为所述电流强度，Le为所述电磁线圈的环绕长度；
实时调控所述电流强度I，使得所述理论磁场强度H无限接近所述实际所需磁场强度H实，得到适合固定所述剩余粉末的磁场。
在一种实施方式中，所述实时调控所述电流强度I，包括：
基于PID控制算法实时调控所述电流强度I，所述PID控制算法的控制策略为：
Figure BDA0003110764880000061
其中，I(t)为第t时刻的所述电流强度，e(t)为所述第t时刻的所述电流强度与目标值之间的误差，e(t-1)为所述第t时刻的上一时刻的电流强度与目标值之间的误差，Kp为比例常数，Ki积分常数，Kd为微分常数，以上三个参数以实际情况进行调节。
在一种实施方式中，所述基于PID控制算法实时调控所述电流强度I，包括：
以0.005秒为采样间隔对所述电流强度进行采样，获取实时电流强度I(t)及误差e(t)；
根据所述PID控制算法的控制策略实时调控所述电流强度I(t)，使实际所述电流强度无限接近所述目标值。
在一种实施方式中，所述对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整，包括：
采用五轴联动的方式对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整。
在一种实施方式中，所述通过第一算法将所述二维图像集成为三维图像，包括：
采用Canny边缘检测算法提取所述二维图像边缘轮廓；
采用高斯滤波算法平滑所述边缘轮廓的噪声，得到降噪二维图像；
将所述降噪二维图像进行堆叠，集成为所述三维图像。
在一种实施方式中，所述通过第二算法确定所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域，包括：
采用小波基函数对所述信号偏差所在的声波信号段进行小波包变换；
提取变换后所述声波信号段各频带上的能量，采用所述能量构成特征向量；
通过所述特征向量计算出所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：
本申请对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域；对缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；将电磁线圈环绕在成型缸上，根据成型缸中剩余粉末的情况、成型缸的情况以及电磁线圈的情况调整通过电磁线圈的电流强度，得到适合固定剩余粉末的磁场；利用磁场产生的电磁力固定剩余粉末；对机加工模块和成型缸的相对位置进行调整；若需要进行修复的缺陷类型为尺寸缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材；若需要进行修复的缺陷类型为内部缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材，再利用激光对缺陷区域去除后的区域进行逐层打印。本申请方案通过对电磁线圈电流的控制，调节成型缸中的电磁场，使得成型缸中的金属粉体在电磁场的作用下维持自身形貌，在成型缸旋转尤其是大角度旋转调整方位时，本方案能够避免粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒对缺陷区域产生的干扰，有效提高了缺陷尤其是大角度缺陷的修复质量和效率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细的描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
图1是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例一的流程示意图；
图2是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例二的流程示意图；
图3是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例三的流程示意图；
图4是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例四的流程示意图；
图5是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法的工艺流程图；
图6是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法中电磁吸引装置的的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本申请的优选实施方式。虽然附图中显示了本申请的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
目前SLM技术具有制备复杂结构、点阵结构和拓扑结构零件的一体化成形能力，而且与其他3D打印技术相比较，具有加工精度高、可加工材料广泛、成型性能好等优点，但与此同时，该技术也会产生诸多缺陷：一是打印过程中可能会产生气孔、夹渣等缺陷；二是打印过程中不可避免存在内应力的累积，内应力会造成构件变形，更有甚者当内应力超过材料弹性迹象时将导致开裂；三是打印制品的表面质量由于金属粉末粒径和激光直径等原因而无法达到设计要求；四是由于打印过程热积累效应的影响，打印制品的尺寸精度随体积和打印时间的增加而变差，进而难以实现对尺寸精度的控制，而现有技术在解决以上问题的过程中又带来了新的问题：
1、当对缺陷区域进行减材加工时，需要针对缺陷区域的大小和位置调整减材装置及成型缸的角度和方位，使得减材装置能够对缺陷区域进行精准加工，而在成型缸调整的过程中，缸内的金属粉体会因为受力不平衡而难以维持自身的形貌，造成粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒等异常情况，对缺陷区域产生干扰，进而影响缺陷修复的质量和效率；
2、进一步的，当缺陷区域角度较大，需要对成型缸进行大角度调整时，由于对缸内的粉体产生更大的外力，粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒等异常情况会更加严重，对缺陷区域产生更大的干扰，进一步影响缺陷修复的质量和效率。
针对上述问题，本申请实施例提供一种3D打印缺陷修复方法，能够通过对电磁线圈电流的控制，调节成型缸中的电磁场，使得成型缸中的金属粉体在电磁场的作用下维持自身形貌，在成型缸旋转尤其是大角度旋转调整方位时，避免粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒对缺陷区域产生的干扰，有效提高了缺陷尤其是大角度缺陷的修复质量和效率。
以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。
实施例一
图1是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例一的流程示意图。
参见图1，本申请实施例中3D打印缺陷修复方法的实施例一包括：
101、对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定要进行修复的缺陷类型和缺陷区域；
该缺陷类型包括尺寸缺陷和内部缺陷，尺寸缺陷主要是指尺寸偏差和轮廓偏差，内部缺陷主要是指大尺度裂纹和孔洞。
由于针对不同的缺陷类型所采用的修复方法不同，所以需要先判定打印制品的缺陷类型，并定位其覆盖的区域，以便后续针对特定缺陷类型的特定区域进行缺陷修复。
102、对缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；
为了方便对缺陷区域的修复，需要给缺陷区域留出足够的操作空间，在成型缸中，打印制品通常被金属粉末包围，缺陷区域无法完全显露出来，因此需要利用粉末收集装置将缺陷区域周围的粉末先吸取出来，使得缺陷区域完全暴露，并留出足够的修复空间，防止缺陷区域周围的金属粉末对缺陷修复产生干扰。
粉末收集装置应具有理想的工作性能，即具有足够的吸力完成对粉末的收集、具有功率可调控能力来保证对目标区域粉末的吸取而不过多吸取目标外区域的粉末。粉末收集装置开口大小和外形应保证恰当，具有对全部位置粉末的吸取能力。
吸取出来的金属粉末要进行收集和保存，以备后续使用。
103、将电磁线圈环绕在成型缸上，根据成型缸中剩余粉末的情况、成型缸的情况及电磁线圈的情况调整通过电磁线圈的电流强度，得到适合固定剩余粉末的磁场；
电磁线圈环绕在成型缸上，通电后会在成型缸周围产生电磁场并形成电磁力，通过调整电磁线圈中通过的电流强度可以调整成型缸周围的磁场强度从而调整电磁力的大小，利用该电磁力将成型缸中的金属粉末吸附固定，防止在后续加工中，成型缸在旋转调整角度时，缸中的金属粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒等，对缺陷区域产生干扰，进而影响缺陷修复的质量和效率。
另外，由于吸附固定成型缸中金属粉末所需的电磁力大小与成型缸中剩余粉末的类型和体积、成型缸的平均温度和内壁面积有关，电磁线圈能够产生的电磁力大小又与电磁线圈的匝数、环绕长度以及通过电磁线圈的电流强度有关，为了让产生的电磁力大小无限接近所需的电磁力大小，需要根据成型缸中剩余粉末的类型和体积、成型缸的平均温度和内壁面积、电磁线圈的匝数和环绕长度来确定需要的电流强度，当以上任一变量发生变化时，实时调整电流强度以使得产生的电磁力大小无限接近所需的电磁力大小。
104、利用磁场产生的电磁力固定剩余粉末；
105、对机加工模块和成型缸的相对位置进行调整；
为了能够更准确地对缺陷区域进行修复，需要对机加工模块与成型缸的相对位置进行调整，采用五轴联动的方式使得机加工模块的加工部分对准成型缸中打印制品的缺陷区域。
106、判断需要进行修复的缺陷类型是否为尺寸缺陷；
在本实施例中，打印制品的缺陷类型只有尺寸缺陷和内部缺陷两种，因此，如果判断需要进行修复的缺陷类型不是尺寸缺陷，则一定为内部缺陷。
107、若需要进行修复的缺陷类型为尺寸缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材；
因为绝大多数的尺寸缺陷为实际打印制品的尺寸超过理想模型的尺寸，因此本实施例中针对尺寸缺陷的修复，只需要把实际打印制品超出理想模型的尺寸的部分切掉，使实际打印制品的尺寸与理想模型的尺寸吻合即可。
108、若需要进行修复的缺陷类型不是尺寸缺陷，即为内部缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材，再利用激光对缺陷区域去除后的区域进行逐层打印；
在对缺陷区域进行减材时，需要采用粉末收集装置在切削区域周围吸收切屑和杂渣，防止污染打印粉末。
不论是尺寸缺陷还是内部缺陷，机加工所选用的加工参数应考虑到打印制品的密度、粗糙度、硬度和材料特性等因素，还应考虑到实际加工位置、缺陷种类和尺寸等因素。针对不同的缺陷类型和尺寸，进行减材加工的机加工模块应选用特定的螺纹铣刀、磨头、圆鼻刀、平头刀、T型刀具、非标刀具等；针对不同的打印材料(即成型缸中的金属粉末)和加工余量，机加工模块应选用特定的主轴转速、进给率、加工路径等参数，以更精准的完成切削操作。
示例性的，内部缺陷为裂纹，则先对该裂纹所在的区域进行机加工减材切削，由于裂纹通常在打印制品的内部，因此切削时难免会对打印制品的形态产生破坏，例如生产缺角等，则在切削掉裂纹部分后，还需要对该缺角进行填充：先采用连续激光对该缺角区域进行预热，再采用铺粉装置对该缺角区域进行铺粉，最后采用连续激光对该缺角区域进行加热熔融并逐层3D打印，该过程需要保证填充部分的表面质量、致密度和原打印制品一致，填充部分与原打印制品的结合面紧密且成分一致，不出现孔隙和裂纹等异常现象。
进行预热所用连续激光的波长、频率和光斑直径等加工参数应依据待加工区域面积和加工材料进行调整；预热应实现对待加工表面的表面强化，平衡温度场，降低残余应力。
在完成尺寸缺陷或内部缺陷的修复之后，还需要进行粉末回填，即将之前为了方便机加工而在缺陷区域周围吸取的粉末填补到所留下的空缺内，回填后应保证回填粉末与原有粉末致密度一致并紧密结合。
从上述实施例一可以得到以下有益效果：
本申请对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域；对缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；将电磁线圈环绕在成型缸上，根据成型缸中剩余粉末的情况、成型缸的情况以及电磁线圈的情况调整通过电磁线圈的电流强度，得到适合固定剩余粉末的磁场；利用磁场产生的电磁力固定剩余粉末；对机加工模块和成型缸的相对位置进行调整；若需要进行修复的缺陷类型为尺寸缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材；若需要进行修复的缺陷类型为内部缺陷，则采用机加工模块对缺陷区域进行减材，再利用激光对缺陷区域去除后的区域进行逐层打印。本申请方案通过对电磁线圈电流的控制，调节成型缸中的电磁场，使得成型缸中的金属粉体在电磁场的作用下维持自身形貌，在成型缸旋转尤其是大角度旋转调整方位时，本方案能够避免粉末从粉体上掉落、塌陷或倾撒对缺陷区域产生的干扰，有效提高了缺陷尤其是大角度缺陷的修复质量和效率。
实施例二
为了便于理解，以下提供了3D打印缺陷修复方法的一个实施例进行说明，在上述实施例一中，对不同类型的缺陷需要采取不同的检测方法，本实施例提供一种尺寸缺陷检测的方法。
图2是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例二的流程示意图。
参见图2，本申请实施例中3D打印缺陷修复方法的实施例二包括：
201、采用工业相机对打印制品的每层打印面进行拍摄，得到每层打印面的二维图像；
工业相机是机器视觉系统中的一个关键组件，其最本质的功能就是将光信号转变成有序的电信号，具有高图像稳定性、高传输能力和高抗干扰能力。
工业相机大多是基于电荷耦合器件(CCD，Charge Coupled Device)或互补金属氧化物半导体(CMOS，Complementary Metal Oxide Semico nductor)芯片的相机。
本实施例中，采用工业CCD相机对打印制品的每层打印面进行拍摄，即每打印一层即对该层拍摄二维图像。
202、将二维图像传回上位机，通过第一算法将二维图像集成为三维图像；
将每一层的二维图像都传回上位机，再用第一算法将所有二维图像即成为一幅三维图像。
该第一算法包括以下步骤：
采用边缘检测算法提取每层二维图像的边缘轮廓，常用的边缘检测算法有Canny边缘检测算法、Sobel边缘检测算法、Laplace边缘检测算法、Roberts边缘检测算法以及Krisch边缘检测算法等，可以采用任一边缘检测算法提取该二维图像的边缘轮廓，此处不做限定，在本实施例中，采用Canny边缘检测算法提取每层二维图像的边缘轮廓。
采用滤波算法平滑该边缘轮廓的噪声，得到降噪二维图像，常用的滤波算法有高斯滤波算法、方框滤波算法、均值滤波算法、中值滤波算法以及双边滤波算法等，可以采用任一滤波算法平滑该边缘轮廓的噪声，此处不做限定，在本实施例中，采用高斯滤波算法平滑该边缘轮廓的噪声。
将该降噪后的每层二维图像进行堆叠，集成为三维图像。
203、将该三维图像与理想三维模型图像进行对比，识别该三维图像与该理想三维模型图像之间的图像偏差，根据该图像偏差的尺寸和位置确定需要进行修复的缺陷区域；
根据打印制品的预设打印参数生成理想状态下的三维模型图像，将实际打印出来的打印制品的三维图像与该理想状态下的三维模型图像进行对比，识别出两者之间存在的偏差，根据该偏差的尺寸和位置对应到实际打印制品上，得到实际需要进行修复的缺陷区域。
204、若该图像偏差的尺寸超过第一阈值，则确定该打印制品存在缺陷，且缺陷类型为尺寸缺陷；
由于该图像偏差为实际打印制品的三维图像与理想三维模型图像的偏差，按照相同的参照系，该图像偏差也即为实际打印制品与理想三维模型的偏差，即该图像偏差的尺寸即为实际打印制品与理想三维模型的偏差尺寸。
在实际打印过程中，由于各种外界因素影响，打印制品的尺寸和轮廓可能会与预先设定参数形成的理想模型产生偏差，因为无法完全避免偏差的产生，在实操中会允许偏差的尺寸在一定的阈值范围内，当该偏差的尺寸在设定的阈值范围内时，该偏差将不会被认定为缺陷，当该偏差的尺寸超过了设定的阈值范围，则该偏差被认定为尺寸缺陷，该偏差的位置即为需要进行修复的缺陷区域。
从上述实施例二可以得到以下有益效果：
本实施例采用工业相机对打印制品的每层打印面进行拍摄，得到每层打印面的二维图像；将二维图像传回上位机，通过第一算法将二维图像集成为三维图像；将三维图像与理想三维模型图像进行对比，识别三维图像与理想三维模型图像之间的图像偏差，根据该图像偏差的尺寸和位置确定需要进行修复的缺陷区域；若该图像偏差的尺寸超过第一阈值，则确定打印制品存在缺陷，且缺陷类型为尺寸缺陷。本实施例通过机器视觉技术识别尺寸缺陷并确定缺陷区域，相比人眼识别更加高效准确。
实施例三
为了便于理解，以下提供了3D打印缺陷修复方法的一个实施例进行说明，在上述实施例一中，对不同类型的缺陷需要采取不同的检测方法，本实施例提供一种内部缺陷检测的方法。
图3是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例三的流程示意图。
参见图3，本申请实施例中3D打印缺陷修复方法的实施例三包括：
301、采用工业相机对打印制品的打印面进行拍摄，得到打印面的累积层图像；
在打印一定层数后，才对打印制品的打印面进行拍摄，拍摄图像为当前累积层的图像。
302、将累积层图像传回上位机，测算出打印制品当前阶段的层数和体积；
由于累积层图像是在3D打印过程中实时拍摄的，因此，拍摄的累积层图像可以代表拍摄当时打印制品的状态，通过上位机对该累积层图像进行分析测算，可以得到当前阶段该打印制品打印的层数和体积。
303、若层数达到第二阈值或体积达到第三阈值，则采用超声波探测仪对打印制品发射超声波，并收集传回的声波信号；
当前打印制品的层数或体积需要达到一定的阈值，使得缺陷经过层数或体积积累而变大，以便缺陷更易被检出。
304、对声波信号进行A/D转换后传回上位机，由上位机根据预先设定好的数据库进行比对，识别出该声波信号与该数据库中信号的信号偏差；
A/D转换是将模拟信号转换成数字信号，当收集了传回的超声波信号后，经过A/D转换将该超声波的模拟信号转换为数字信号，数据库内为事先设定的理想数字信号，即打印制品没有缺陷时的数字信号。
上位机将传回的声波信号的数字信号与理想数字信号进行比对，识别出两者的信号偏差。
305、通过第二算法确定该信号偏差对应需要进行修复的缺陷区域；
该第二算法具体如下：
采用小波基函数对该信号偏差所在的声波信号段进行小波包变换，以提高该声波信号段的时频分辨力，使得偏差区域更加突出：
小波变换具有多分辨力分析的特点，在时频两域都具有表征信号局部特征的能力，是一种时频局部化分析方法，在低频部分具有较高的频率分辨力和较低的时间分辨力，而在高频部分具有较低的频率分辨力和较高的时间分辨力，而小波包变换能够为信号提供一种更加精细的分析方法，它将频带进行多层次划分，对小波变换没有细分的高频部分进行进一步分解，并能够根据被分析信号的频率，自适应的选择相应的频带，使之与信号频谱相匹配，从而提高时频分辨力。
提取变换后该声波信号段各频带上的能量，采用该能量构成特征向量，通过该特征向量计算出该信号偏差对应需要进行修复的缺陷区域：
每个特征向量都具有大小和方向两个量，能够在坐标系中表示出产生该能量的声波信号段对应打印制品内部区域的尺寸和位置，即信号偏差对应需要进行修复的缺陷区域。
306、若该信号偏差对应打印制品的区域的尺寸超过第四阈值，则确定该打印制品存在缺陷，且缺陷类型为内部缺陷；
在实际打印过程中，由于各种外界因素影响，打印制品的内部可能会生成细微的缺陷，因为无法完全避免该缺陷的产生，在不影响产品品质的基础上，在实操中会允许缺陷的尺寸在一定的阈值范围内，当该缺陷的尺寸在设定的阈值范围内时，该缺陷将被视为可以忽略，当该缺陷的尺寸超过了设定的阈值范围，则该缺陷被认定为需要修复的内部缺陷。
从上述实施例三可以得到以下有益效果：
本实施例采用工业相机对打印制品的打印面进行拍摄，得到打印面的累积层图像；将累积层图像传回上位机，测算出打印制品当前阶段的层数和体积；若层数达到第二阈值或体积达到第三阈值，则采用超声波探测仪对打印制品发射超声波，并收集传回的声波信号；对声波信号进行A/D转换后传回上位机，由上位机根据预先设定好的数据库进行比对，识别出声波信号与数据库中信号的信号偏差；通过第二算法确定信号偏差对应需要进行修复的缺陷区域；若信号偏差对应打印制品的区域的尺寸超过第四阈值，则确定打印制品存在缺陷，且缺陷类型为内部缺陷。本实施例通过超声波检测技术识别打印制品内部缺陷，相比人工检测更加准确高效，另外，在打印制品累计一定的层数或体积后才开始检测，一方面能够使得缺陷累加增大，更容易被检测到，另一方面不需要每打一层就检测一次，能够提高打印及检测的效率。
实施例四
为了便于理解，以下提供了3D打印缺陷修复方法的一个实施例进行说明，在上述实施例一中，需要将电磁线圈环绕在成型缸上，根据成型缸中剩余粉末的情况、成型缸的情况以及电磁线圈的情况调整通过电磁线圈的电流强度，得到适合固定剩余粉末的磁场，即得到适合固定剩余粉末的磁场强度。
图4是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法实施例四的流程示意图。
参见图4，本申请实施例中3D打印缺陷修复方法的实施例四包括：
401、获取成型缸中剩余粉末的体积V、密度ρ和磁导率μ；
成型缸中剩余粉末的体积可以用成型缸的体积减去吸取的周围粉末的体积和打印制品当前的体积得到，剩余粉末的密度和磁导率可以根据剩余粉末的类型得到，如钛合金的密度一般为4.51克/立方厘米左右，磁导率一般为1.00004亨。
402、获取成型缸的平均温度T和内壁面积S；
成型缸的平均温度需要在合适的同一时间间隔内测量成型缸的温度，并对每个时间间隔的温度取平均数得到，成型缸的内壁面积可以采用特定的测量仪器或是计算机视觉的方式进行测量计算得到。
403、获取电磁线圈的匝数N和环绕长度Le；
可以采用人工测量或机器测量的方式获得电磁线圈的匝数和环绕长度。
404、根据剩余粉末的体积V和密度ρ计算剩余粉末的重量W；
计算公式为：
W＝V×ρ×g
其中，W为剩余粉末的重量，V为剩余粉末的体积，ρ为剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度。
由于物体的质量等于密度乘以体积，物体的重量又等于质量乘以地球的重力加速度，因此，物体的重量等于体积乘以密度再乘以地球的重力加速度。
405、根据剩余粉末的重量W和成型缸的平均温度T计算固定剩余粉末实际所需吸引力F；
计算公式为：
F＝W×α+T×β
其中，F为实际所需吸引力，W为剩余粉末的重量，α为重量调整系数，T为成型缸的平均温度，β为温度调整系数。
因为固定该剩余粉末实际所需吸引力与剩余粉末的重量和成型缸的平均温度有关，以两者之和构建实际所需吸引力的计算式，并引入重量调整系数以及温度调整系数进行误差调节。
406、根据剩余粉末的磁导率μ和成型缸的内壁面积S构建实际所需的电磁力F电和实际所需磁场强度H实之间的关系式；
该关系式如下：
F电＝(μ×H实)2×S÷(2×μ)
其中，F电为实际所需电磁力，H实为实际所需磁场强度，S为成型缸的内壁面积，μ为剩余粉末的磁导率。
407、令固定该剩余粉末实际所需吸引力F与实际所需电磁力F电相等，并代入W＝V×ρ×g，得到实际所需磁场强度H实与剩余粉末的体积V、剩余粉末的密度ρ、成型缸的平均温度T、成型缸的内壁面积S以及剩余粉末的磁导率μ之间的关系式；
实际所需磁场强度计算公式为：
Figure BDA0003110764880000181
其中，H实为实际所需磁场强度，V为剩余粉末的体积，ρ为剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度，α为重量调整系数，T为成型缸的平均温度，β为温度调整系数，S为成型缸的内壁面积，μ为剩余粉末的磁导率。
由于固定剩余粉末实际所需的吸引力是由电磁感应产生的电磁力来提供的，所以两者必然相等。
408、根据电磁线圈的匝数N和环绕长度Le得到理论磁场强度H与电流强度I的关系式；
该关系式如下：
H＝N×I÷Le
其中，H为理论磁场强度，N为电磁线圈的匝数，I为电流强度，Le为电磁线圈的环绕长度。
409、实时调控电流强度I，使得理论磁场强度H无限接近实际所需磁场强度H实，得到适合固定该剩余粉末的磁场；
由于磁场主要由磁场强度表征，因此当得到适合固定剩余粉末的磁场强度即为得到适合固定剩余粉末的磁场。
本实施例中，采用基于PID控制算法实时调控电流强度，该PID控制算法的控制策略为：
Figure BDA0003110764880000191
以0.005秒为采样间隔对电流强度进行采样，获取实时电流强度I(t)及误差e(t)，根据该PID控制算法的控制策略实时调控电流强度I(t)，使实际电流强度无限接近目标值。
其中，I(t)为第t时刻的电流强度，e(t)为第t时刻的电流强度与目标值之间的误差，e(t-1)为第t时刻的上一时刻的电流强度与目标值之间的误差，Kp为比例常数，Ki积分常数，Kd为微分常数，以上三个参数以实际情况进行调节。
需要说明的是，也可以采用其他控制算法对电流强度进行实时调控，此处不做限定。
从上述实施例四可以得到以下有益效果：
本实施例通过成型缸中剩余粉末的重量和成型缸的平均温度构建了固定该剩余粉末实际所需吸引力公式，运用该公式与实际所需电磁力联立构建了实际所需磁场强度与剩余粉末的体积，剩余粉末的密度、成型缸的平均温度、成型缸内壁面积以及剩余粉末磁导率之间的关系式，通过PID控制算法实时调控理论磁场强度公式中的电流强度使得理论磁场强度无限接近于实际所需磁场强度，即得到适合固定剩余粉末的磁场。本实施例创新提出了固定剩余粉末实际所需吸引力的计算公式，并基于公式推导将电流强度与所需的磁场强度联系起来，两者之间的关系变量(剩余粉末的类型、剩余粉末的体积、成型缸的平均温度、成型缸的内壁面积、电磁线圈的匝数以及电磁线圈的环绕长度)均较容易测量计算得到，因此为调整电流强度控制磁场强度提供了较强的可行性；采用PID控制算法实时调控电流强度，也使得对电流强度的调控更加精准可控。
实施例五
为了便于理解，以下提供了3D打印缺陷修复方法的一个实施例进行说明，本实施例为在实施例一至四的基础上提供的一种3D打印缺陷修复方法的工艺流程。
图5是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法的工艺流程图。
需要说明的是，本实施例中的工艺流程图为尺寸缺陷和内部缺陷同时存在时的工艺流程图，在实际操作中，可能存在仅有尺寸缺陷或仅有内部缺陷的情况，当仅有尺寸缺陷或仅有内部缺陷时，可仅执行图5中相应缺陷的工艺流程即可，此处不再赘述。
示例性的，参见图5，当尺寸缺陷和内部缺陷同时存在时，3D打印缺陷修复方法的工艺流程如下：
在连续激光器1进行打印的同时，使用工业相机2对成型缸3中的打印制品4拍摄每层图像及累积层图像，将每层图像和累积层图像传回上位机；
利用超声波探测仪5向该打印制品4发射超声波并收集传回的声波信号；
利用上位机识别打印制品4的尺寸缺陷6和内部缺陷7的缺陷区域；
利用粉末收集装置8对该缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；
将电磁线圈9环绕在成型缸3上，形成电磁吸引装置的吸引部分，调整通过电磁线圈9的电流强度，得到适合固定剩余粉末10的磁场，利用磁场产生的电磁力固定剩余粉末10；
采用五轴联动的方式对机加工模块11和成型缸3的相对位置进行调整，使得机加工模块11与缺陷区域对准，该五轴联动的方式为机加工模块11的X轴、Y轴和Z轴以平移方式调整刀具主轴位置，成型缸3的AC轴12以旋转方式调整成型缸3的位置，由此构成五轴联动；
利用机加工模块11对尺寸缺陷6的缺陷区域进行切削减材，完成对尺寸缺陷6的修复；
利用机加工模块11对内部缺陷7的缺陷区域进行切削减材，再利用连续激光器1发出的激光对内部缺陷7的缺陷区域去除后的区域进行逐层打印，完成修复，该过程中需要铺粉装置13对内部缺陷7的缺陷区域去除后的区域进行铺粉；
采用铺粉装置13将之前为了方便机加工而在缺陷区域周围吸取的粉末填补到所留下的空缺内；
利用连续激光器1继续进行产品的打印。
图6是本申请实施例示出的3D打印缺陷修复方法中电磁吸引装置的的结构示意图，除了吸引部分的电磁线圈9、成型缸3以及AC轴12以外，还包括有导线滑轨14、电磁铁直流线性电源15以及电机开关电源16。
从上述实施例五可以得到以下有益效果：
本实施例将尺寸缺陷及内部缺陷流程整合为一道工艺流程，在3D打印的过程中，能够做到打印的同时对尺寸缺陷和内部缺陷在线监测和修复，使得打印制品能够一体化成型，有效提高了打印制品的缺陷检出率并降低了废品率。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于：
对成型缸中的打印制品进行缺陷在线检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，所述缺陷类型包括尺寸缺陷和内部缺陷；
对所述缺陷区域的周围粉末进行吸取、收集和保存；
将电磁线圈环绕在所述成型缸上，根据所述成型缸中剩余粉末的情况、所述成型缸的情况以及所述电磁线圈的情况调整通过所述电磁线圈的电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，所述剩余粉末的情况包括所述剩余粉末的类型和所述剩余粉末的体积，所述成型缸的情况包括所述成型缸的平均温度和所述成型缸的内壁面积，所述电磁线圈的情况包括所述电磁线圈的匝数和所述电磁线圈的环绕长度；
利用所述磁场产生的电磁力固定所述剩余粉末；
对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整，使得所述机加工模块与所述缺陷区域对准；
若需要进行修复的所述缺陷类型为所述尺寸缺陷，则采用所述机加工模块对所述缺陷区域进行减材；
若需要进行修复的所述缺陷类型为所述内部缺陷，则采用所述机加工模块对所述缺陷区域进行减材，再利用激光对所述缺陷区域去除后的区域进行逐层打印。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，包括：
采用工业相机对所述打印制品的每层打印面进行拍摄，得到所述每层打印面的二维图像；
将所述二维图像传回上位机，通过第一算法将所述二维图像集成为三维图像；
将所述三维图像与理想三维模型图像进行对比，识别所述三维图像与所述理想三维模型图像之间的图像偏差，根据所述图像偏差的尺寸和位置确定需要进行修复的所述缺陷区域；
若所述图像偏差的尺寸超过第一阈值，则确定所述打印制品存在缺陷，且所述缺陷类型为所述尺寸缺陷。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述对成型缸中的打印制品进行缺陷检测，确定需要进行修复的缺陷类型和缺陷区域，还包括：
采用工业相机对所述打印制品的打印面进行拍摄，得到所述打印面的累积层图像；
将所述累积层图像传回上位机，测算出所述打印制品当前阶段的层数和体积；
若所述层数达到第二阈值或所述体积达到第三阈值，则采用超声波探测仪对所述打印制品发射超声波，并收集传回的声波信号；
对所述声波信号进行A/D转换后传回所述上位机，由所述上位机根据预先设定好的数据库进行比对，识别出所述声波信号与所述数据库中信号的信号偏差；
通过第二算法确定所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域；
若所述信号偏差对应所述打印制品的区域的尺寸超过第四阈值，则确定所述打印制品存在缺陷，且所述缺陷类型为所述内部缺陷。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述将电磁线圈环绕在所述成型缸上，根据所述成型缸中剩余粉末的情况、所述成型缸的情况以及所述电磁线圈的情况调整通过所述电磁线圈的电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，包括：
测量吸取的所述周围粉末的体积、所述打印制品当前的体积以及所述成型缸的体积，计算出当前所述成型缸中所述剩余粉末的体积；
测量计算所述成型缸的平均温度和内壁面积；
测量计算所述电磁线圈的匝数和环绕长度；
根据所述剩余粉末的类型、所述剩余粉末的体积、所述成型缸的平均温度、所述成型缸的内壁面积、所述电磁线圈的匝数以及所述电磁线圈的环绕长度实时调控电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述根据所述剩余粉末的类型、所述剩余粉末的体积、所述成型缸的平均温度、所述成型缸的内壁面积、所述电磁线圈的匝数以及所述电磁线圈的环绕长度实时调控电流强度，得到适合固定所述剩余粉末的磁场，包括：
根据所述剩余粉末的类型得到所述剩余粉末的密度以及磁导率；
根据以下公式计算所述剩余粉末的重量：
W＝V×ρ×g
其中，W为所述剩余粉末的重量，V为所述剩余粉末的体积，ρ为所述剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度；
根据以下公式计算固定所述剩余粉末实际所需吸引力：
F＝W×α+T×β
其中，F为所述实际所需吸引力，W为所述剩余粉末的重量，α为重量调整系数，T为所述成型缸的平均温度，β为温度调整系数；
根据以下公式计算固定所述剩余粉末实际所需电磁力：
F电＝(μ×H实)²×S÷(2×μ)
其中，F电为所述实际所需电磁力，H实为实际所需磁场强度，S为所述成型缸的内壁面积，μ为所述剩余粉末的所述磁导率；
令F＝F电，并将W＝V×ρ×g代入，得到计算固定所述剩余粉末实际所需磁场强度公式如下：
Figure QLYQS_1
其中，H实为所述实际所需磁场强度，V为所述剩余粉末的体积，ρ为所述剩余粉末的密度，g为地球的重力加速度，α为所述重量调整系数，T为所述成型缸的平均温度，β为所述温度调整系数，S为所述成型缸的内壁面积，μ为所述剩余粉末的所述磁导率；
理论磁场强度计算公式为：
H＝N×I÷Le
其中，H为所述理论磁场强度，N为所述电磁线圈的匝数，I为所述电流强度，Le为所述电磁线圈的环绕长度；
实时调控所述电流强度I，使得所述理论磁场强度H无限接近所述实际所需磁场强度H实，得到适合固定所述剩余粉末的磁场。
6.根据权利要求5所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述实时调控所述电流强度I，包括：
基于PID控制算法实时调控所述电流强度I，所述PID控制算法的控制策略为：
Figure QLYQS_2
其中，I(t)为第t时刻的所述电流强度，e(t)为所述第t时刻的所述电流强度与目标值之间的误差，e(t-1)为所述第t时刻的上一时刻的电流强度与目标值之间的误差,Kp为比例常数，Ki积分常数，Kd为微分常数，以上三个参数以实际情况进行调节。
7.根据权利要求6所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述基于PID控制算法实时调控所述电流强度I，包括：
以0.005秒为采样间隔对所述电流强度进行采样，获取实时电流强度I(t)及误差e(t)；
根据所述PID控制算法的控制策略实时调控所述电流强度I(t)，使实际所述电流强度无限接近所述目标值。
8.根据权利要求1所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整，包括：
采用五轴联动的方式对机加工模块和所述成型缸的相对位置进行调整。
9.根据权利要求2所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述通过第一算法将所述二维图像集成为三维图像，包括：
采用Canny边缘检测算法提取所述二维图像边缘轮廓；
采用高斯滤波算法平滑所述边缘轮廓的噪声，得到降噪二维图像；
将所述降噪二维图像进行堆叠，集成为所述三维图像。
10.根据权利要求3所述的一种3D打印缺陷修复方法，其特征在于，所述通过第二算法确定所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域，包括：
采用小波基函数对所述信号偏差所在的声波信号段进行小波包变换；
提取变换后所述声波信号段各频带上的能量，采用所述能量构成特征向量；
通过所述特征向量计算出所述信号偏差对应需要进行修复的所述缺陷区域。
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