[发明专利]成型与检测一体化的3D打印设备

说明书

本发明的成型与检测一体化的3D打印设备包括激光发生器、上真空箱、工控机和移动式激光检测接收系统；移动式激光检测接收系统安装于上真空箱内；移动式激光检测接收系统包括XY步进系统和聚焦镜，聚焦镜安装于XY步进系统上；工控机控制所述激光发生器产生检测激光，该检测激光经光纤入射至聚焦镜，聚焦镜射出的检测激光束垂直照射到成型面上，反射后由聚焦镜接收，再经光纤输出至工控机，由工控机对接收的光信号进行分析；工控机控制XY步进系统带动聚焦镜运动，对整个成型面进行缺陷检测。本发明的成型与检测一体化的3D打印设备在成型过程中即时进行缺陷检测，降低了生产成本和生产周期。

技术领域

本发明涉及金属增材制造领域，具体涉及一种成型与检测一体化的3D打印设备。

背景技术

在金属增材制造领域中，由于金属粉末大小不一，激光束能量波动以及成型过程金属粉末氧化等原因，会导致成型零件内部存在微小孔隙等缺陷。针对这些缺陷，现有技术在零件制作完成后采用X光透射检测法，由于不能在零件成型过程中即时检测发现成型缺陷，可能导致成型零件报废，从而增加生产成本和生产周期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成型与检测一体化的3D打印设备，在成型过程中即时进行缺陷检测，以降低生产成本和生产周期。

为了达到上述的目的，本发明提供一种成型与检测一体化的3D打印设备，包括激光发生器、上真空箱、工控机和移动式激光检测接收系统；所述移动式激光检测接收系统安装于所述上真空箱内；所述移动式激光检测接收系统包括XY步进系统和聚焦镜，所述聚焦镜安装于所述XY步进系统上；所述工控机控制所述激光发生器产生检测激光，该检测激光经光纤入射至所述聚焦镜，所述聚焦镜射出的检测激光束垂直照射到成型面上，反射后由所述聚焦镜接收，再经光纤输出至所述工控机，由所述工控机对接收的光信号进行分析；所述工控机控制所述XY步进系统带动所述聚焦镜运动，对整个成型面进行缺陷检测。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，每打印一层即进行该层缺陷检测。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述XY步进系统采用光栅尺闭环控制。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述XY步进系统包括X轴和Y轴，Y轴与X轴连接；所述聚焦镜与Y轴连接。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述成型与检测一体化的3D打印设备还包括刮刀组件；所述XY步进系统的X轴用作所述刮刀组件的步进系统。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述成型与检测一体化的3D打印设备还包括光路系统；所述光路系统设置于所述上真空箱上；所述工控机控制所述激光发生器产生成型激光和激励激光，所述成型激光和所述激励激光入射所述光路系统，生成成型激光束和激励可控激光束，所述成型激光束和所述激励可控激光束射入所述上真空箱内对金属粉末作用；所述工控机通过控制所述光路系统控制所述成型激光束和所述激励可控激光束及两者的运动路径。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述光路系统包括振镜、分光镜、一号准直镜、二号准直镜和场镜；所述激光发生器产生的成型激光和激励激光输入到所述光路系统中，分别通过一号准直镜和二号准直镜进入振镜，最终通过场镜进入上真空箱内。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述成型激光束波长为1064nm；所述激励可控激光束波长为1064nm，检测激光束波长为532nm。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，3D打印有效成型幅面为250mm×250mm；移动式激光检测接收系统有效检测幅面为250mm×250mm。

上述成型与检测一体化的3D打印设备，其中，所述XY步进系统的Y轴采用直线电机或同步带传动带动聚焦镜作直线往复运动；所述XY步进系统的X轴采用同步带传动。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：