[实用新型]三维打印同步微层析成像在线监控系统

权利要求书

1.一种三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，包括：打印参数可控的三维打印设备和三维光学高精度无损成像系统；所述打印参数可控的三维打印设备包括：PC机、中心控制模块、打印平台、打印喷头、X/Y/Z三轴移动模块及喷头挂载臂，所述三维光学高精度无损成像系统包括：三维高精度无损成像主机和样品检测探头；

所述PC机用于编辑分析三维支架模型，依据需求，编辑打印参数和检测参数，发送加工指令，并实时在线监控当前打印层的结构，以及累加覆盖粘结一层或多层打印材料时造成的误差；

所述中心控制模块用于接收加工指令，并对所述打印喷头、所述X/Y/Z三轴移动模块及所述喷头挂载臂进行控制；

所述样品检测探头挂载在所述喷头挂载臂上，并与所述喷头挂载臂同步运动；

所述三维高精度无损成像主机与所述PC机连接，用于传输数据、并控制所述样品检测探头完成扫描和成像；

所述样品检测探头配合所述打印平台或所述喷头挂载臂沿X轴/Y轴/Z轴运动，完成一次横向面积扫描和纵向深度的扫描，此时所述样品检测探头完成一次检测，所述打印喷头继续打印，打印一定厚度时，再次检测，重复此操作，直至打印结束；结束后，所述PC机将检测的数据重建成三维模型，实现全纵深成像。

2.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述三维高精度无损成像主机包括：光学相干层析技术(OCT)、多光子显微成像技术(MPM)或共焦显微技术(CM)主机的一种或多种组合。

3.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述样品检测探头包括：机器视觉成像模块和微层析成像检测模块；所述机器视觉成像模块用于视场监控，所述微层析成像检测模块用于小范围高精度图像采集。

4.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述PC机编辑的打印参数和检测参数包括：三维光学高精度无损成像主机成像深度H、材料有效成像深度h、打印结束后的顶部厚度h0，首次检测打印厚度h+h0，后续检测打印厚度h。

5.根据权利要求4所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述纵向深度的扫描是根据所述三维光学高精度无损成像主机成像深度H和所述材料有效成像深度h进行分段。

6.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述打印参数可控的三维打印设备包括：面向工业的三维打印设备，面向生物的三维打印设备及面向医疗的三维打印设备。

7.根据权利要求1－6中任一项所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述X/Y/Z三轴移动模块可替换为三轴运动模组。

8.根据权利要求1－6中任一项所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述X/Y/Z三轴移动模块可替换为六自由度机械臂。

9.根据权利要求1所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述全纵深成像是将模型设计模块设计的支架模型导入三维打印机，并在打印、检测参数设置模块设置打印参数；

在整个打印过程中，所述样品检测探头中的微层析成像检测模块实时进行扫描检测，机器视觉成像模块实时成像，打印和检测在整个过程中交替进行；

每完成一次扫描后，实现一次纵深分段扫描，监测判断模块判断是否需要继续打印；如打印未完成，需要继续打印，打印调整信息反馈给打印机打印模块，持续打印；如打印已经完成不需要再打印，结束提示模块提示打印结束，检测也同时结束；

在打印监测过程中，微层析成像检测模块在监测打印过程时，将检测信息输入给图像拼接模块，图像拼接模块通过纵向拼接算法，将两次相邻的扫描结果完成图像拼接，最终在三维重建模块完成产品的三维图像重建；机器视觉成像模块也将图像传输给数据存储模块；

在全纵深成像过程中，所述PC机依据设定参数生成打印路径和微层析成像检测模块检测探头的运动路径。

10.根据权利要求9所述的三维打印同步微层析成像在线监控系统，其特征在于，所述纵深分段扫描是所述样品检测探头配合三维打印设备的所述打印平台或喷头臂Z轴向的运动，实现设定成像深度的扫描；

超出设定横向扫描范围的支架，配合三维打印设备的所述打印平台或喷头臂X/Y轴向的运动，采取棋盘式检测方式进行扫描，实现设定横向扫描面积的扫描；

在此基础上，所述PC机通过纵向拼接算法，实现多次扫描图像拼接和纵向叠加，完成三维模型的重建。