等离子熔射法快速制模技术中,熔射成形工艺涉及的工艺参数有射流温度场、射流形态、喷枪结构、电功率,工作气性质和流量、送粉流量、粒子速度以及喷枪距离、角度和移动速度等,这些工艺参数影响模具表面皮膜质量。在诸多工艺参数中,对熔射质量有重要影响因素是等离子弧熔射射流形态。熔射射流形态是最初获得的最直观的射流信息,它是熔射各工艺参数稳定与否的直接反映。因此,有必要建立一种实用、准确的熔射诊断系统对射流形态做出检测以获得合理的熔射工艺并最终获得制模所需的皮膜质量。本文率先提出以射流狭长度及射流圆度来描述射流形态特征的识别方法。基于模式识别技术,提取等离子熔射快速制模(RPST)过程中不同工艺参数条件下的射流形态特征,分析熔射工艺参数的变化对射流形态特征的影响,并建立等离子射流形态质量诊断规则及皮膜质量预报规则。实验采用CCD数码相机采集不同工艺条件下的射流图像,利用sobel边缘检测算子获取清晰的射流二值图像轮廓边缘,通过提取射流轮廓边缘特征点获得射流狭长度及圆度形态特征。实验分析了熔射工艺参数的变化对射流形态特征的影响并应用粒子飞行行为检测实验进行验证,结果表明:随着熔射输入电压的增加,狭长度特征值单调递增,射流形态逐渐变狭长,射流紊动度逐渐降低。为了建立不同射流形态质量对皮膜质量的影响规则并实现皮膜质量的预报,本文选取了由喷涂实验得到的25组数据进行样本学习,并在相应条件下采用SX-40扫描电镜观察皮膜涂层的显微组织,HXD—1000A显微硬度计测量皮膜涂层的硬度。根据样本学习结果,论文提出了以射流狭长度及圆度形态特征判别射流质量的诊断规则,并建立了基于射流质量类型的皮膜质量预报规则,为建立熔射智能诊断系统提供了诊断依据及理论基础。