一种智能化激光3D打印装置及打印方法制造方法及图纸

技术编号:13898049 阅读:385 留言:0更新日期:2016-10-25 08:00
本发明专利技术公开了一种智能化激光3D打印装置及打印方法,属于智能制造技术和增材制造技术领域。所述打印装置包括外壳、半导体激光器、计算机、工件台、驱动马达、振镜X、振镜Y、扫描镜X、扫描镜Y、场镜、熔池和两个CCD相机;该打印装置利用激光的三维成像技术对激光3D打印的实体物件进行三维扫描成像,实现三维实体的CAD模型;利用激光光声技术对激光3D打印的实体物件进行内部缺陷的检测,实时在线检测激光3D打印的实体物件的质量。所述打印方法利用同一激光源实现激光3D打印的实体物件的CAD模型、快速成型和内部缺陷检测等功能,使激光3D打印设备系统化和智能化,具有打印便捷、成型质量高、智能化程度高、结构简单和运行可靠等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能制造技术和增材制造
,具体涉及一种智能化激光3D打印装置及打印方法
技术介绍
激光快速成型(Laser Rapid Prototyping,LRP)技术作为增材制造(Additive Manufacturing,AM)技术的重要手段之一,其基本原理是“离散-堆积”加工工艺,首先将零件计算机辅助设计(Computer Aided Design,CAD)模型离散,然后通过逐层增加材料,从而获得三维实体物件的过程。这种全新的制造方法集成了CAD/CAM(计算机辅助制造,computer Aided Manufacturing,CAM)技术、激光和材料科学、逆向工程技术、分层制造技术等技术,突破了传统减材制造或者塑性制造方法中刀具、夹具的约束,能在很短的时间内直接制造出产品的模型甚至成品,极大地改变了现代社会的生活和制造方式。激光快速成形与传统制造方法相比具有:原型的复制性、互换性高;制造工艺与制造原型的几何形状无关;加工周期短、成本低,一般制造费用降低50%,加工周期缩短70%以上;高度技术集成,实现设计制造一体化。该技术已经被广泛应用于航空航天、国防军事、能源本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种智能化激光3D打印装置,其特征在于:包括计算机、外壳及其内部的半导体激光器、工件台、驱动马达、振镜X、振镜Y、扫描镜X、扫描镜Y、场镜、熔池和两个CCD相机;所述工件台和驱动马达组成负载六轴并联系统,驱动马达驱动工件台运动,实现对工件台上实体物件的方位移动控制;所述的计算机与半导体激光器连接,由计算机控制半导体激光器的开启和关闭;所述半导体激光器发射的激光依次穿过振镜X、扫描镜X、振镜Y、扫描镜Y和场镜进行光束调整,光束入射到工件台结合CCD相机对实体物件进行CAD建模;光束入射到熔池进行打印;光束辐照到实体物体产生激光超声波;所述的激光外差干涉仪检测激光超声波信号,上传给计算机进行信号处...

【技术特征摘要】
1.一种智能化激光3D打印装置,其特征在于:包括计算机、外壳及其内部的半导体激光器、工件台、驱动马达、振镜X、振镜Y、扫描镜X、扫描镜Y、场镜、熔池和两个CCD相机;所述工件台和驱动马达组成负载六轴并联系统,驱动马达驱动工件台运动,实现对工件台上实体物件的方位移动控制;所述的计算机与半导体激光器连接,由计算机控制半导体激光器的开启和关闭;所述半导体激光器发射的激光依次穿过振镜X、扫描镜X、振镜Y、扫描镜Y和场镜进行光束调整,光束入射到工件台结合CCD相机对实体物件进行CAD建模;光束入射到熔池进行打印;光束辐照到实体物体产生激光超声波;所述的激光外差干涉仪检测激光超声波信号,上传给计算机进行信号处理分析,从而实现3D打印实体物件的缺陷检测。2.根据权利要求1所述的一种智能化激光3D打印装置,其特征在于:所述的半导体激光器最大功率为100W,且功率从0-100W可调。3.根据权利要求1所述的一种智能化激光3D打印装置,其特征在于:所述场镜焦点距离为50-300mm,加工扫描范围为200-500mm,光斑直径为10-50μm;所述的驱动马达重复精度为±(2-10)μm,行程X/Y/Z为(30mm×30mm×10mm)-(400mm×400mm×300mm),角度行程θX/θY/θZ为(20°×20°×40°)-(40°×40°×80°);所述的两个CCD相机的分辨率1024×1024、曝光时间为0.01-100ms、帧频为0.1-5s;所述的激光外差干涉仪采用氦氖激光器作为检测光源,采用布拉格声光调制器,频差为80MHz。4.一种智能化激光3D打印方法,其特征在于:具体包括以下几个步骤,步骤一:实体物件的CAD模型的建立;步骤二:实体物件的激光3D打印;步骤三:实体物件的无损检测;步骤四:根据步骤三中的检测结果,如果是熔覆层内存在缺陷,对熔覆层的缺陷处修复;步骤五:喷头相对工件台沿成型方向移动一个切片层厚,接着在前一层的基础上叠加形成后续...

【专利技术属性】
技术研发人员:王建强马玉田董钟远
申请(专利权)人:中海清华河南智能科技发展有限公司
类型:发明
国别省市:河南;41

相关技术
    暂无相关专利
网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1