22、工艺特征工程：熔池

工艺特征工程：熔池

1. 熔池特征的来源

在增材制造过程中，熔池特征的来源非常多样化，主要包括基于视觉的监控、信号数据和模拟数据。这些来源提供了不同类型的特征，有助于对熔池行为进行详细的分析和建模。

1.1 基于视觉的监控

基于视觉的监控手段是熔池特征的主要来源之一。常见的设备包括可见光相机、红外相机、辐射测量和 X 射线成像。这些设备能够实时捕捉熔池的动态变化，提供丰富的图像数据。例如，红外相机可以捕捉熔池的温度分布，而 X 射线成像则可以提供内部结构的详细信息。这些图像数据通常以图形形式表示，便于后续的特征提取和分析。

1.2 信号数据

信号数据来源主要包括光谱仪和热视频。光谱仪可以捕捉熔池的光谱特征，而热视频则记录熔池的温度变化。这些信号数据通常以序列形式表示，反映了熔池在时间上的变化。例如，光电二极管捕获的单点信号可以提供熔池的瞬时温度信息，但这些基于点的特征可能结合了不同的光学发射，因此被归入通用工艺特征部分。

1.3 模拟数据

模拟数据来源于熔池热剖面的数值模拟。通过有限元分析（FEA）或其他数值方法，可以生成熔池的温度分布和热历史。模拟数据通常以三维或图形形式表示，有助于理解熔池的物理行为。例如，FEA模拟可以生成熔池的温度场，为后续的特征工程提供基础。

2. 熔池特征工程技术

熔池特征工程技术是增材制造过程中非常重要的环节。这些技术包括图形变换、序列变换、三维变换、特征学习和知识库工程等。下面详细介绍这些技术的应用和实现方法。

2.1 图形变换

图形变换是最常见的熔池特征工程技术。通过图