增材制造装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于增材制造领域，公开了一种增材制造装置，包括成形室，安装在成形室内部或外部的图像拍摄装置，安装在成形室内部或外部的电子成像装置，以及连接于所述图像拍摄装置和电子成像装置的控制装置，所述图像拍摄装置用于在预热和/或熔化阶段获取可见光图像和/或红外线图像，所述电子成像装置用于在预热和/或熔化阶段获取电子成像图像。本实用新型专利技术通过图像拍摄装置获取可见光图像和/或红外线图像，并通过电子成像装置获取电子成像图像，并单独或融合后与标准图像对比，能够根据对比结果判断是否存在缺陷，检测准确且不易造成误检或漏检，且避免了现有缺陷检测存在的缺陷检测滞后的问题。

Material increasing device

The utility model belongs to additive manufacturing field, discloses an increase in material manufacturing device, including forming chamber installed in the image forming device, shooting inside or outside, installed in the electronic imaging device forming interior or external, and connected to the image capturing apparatus control apparatus and electronic imaging device, the the image photographing apparatus used in the preheating and / or melting stage to obtain visible image and / or infrared image, the electronic imaging device used in the preheating and / or melting stage to obtain electronic image. The utility model by the image capturing device to obtain visible image and / or infrared image, and obtain the electronic image through the electronic imaging device, and separate or fused with the standard image contrast, can judge whether there are defects according to the comparison results, the detection accuracy is not easy to cause error or omission, and avoid the defects detection delay the existing defect detection problem.

【技术实现步骤摘要】
增材制造装置
本技术涉及增材制造
，尤其涉及一种增材制造装置。
技术介绍
增材制造(3D打印)是一种通过连续熔合一个以上薄层的材料来构建三维物体的制造技术。粉床式增材制造是增材制造技术路线的一种，其基本的工艺步骤如下：粉末供应与铺平系统将粉末材料在工作平台上铺展成薄层，高能量密度的射线束(激光或电子束)在粉末薄层上扫描三维物体的一个截面；之后，工作平台下降一个粉末薄层厚度的距离，在工作平台上铺一层新的粉末，射线扫描三维物体的下一个截面；重复以上步骤，直至该三维物体制造完成。目前的粉床式增材制造设备大部分无检测缺陷的能力，利用多种检测手段得到打印截面信息，预测或检测成形过程的缺陷，用于指导成形过程工艺参数的调整，是增材制造发展的方向之一。现有技术中提供了一种采用相机捕捉可见光图像或捕捉红外线图像，并通过连续多层对比，来确认缺陷的方法。该方法的局限在于，只能通过相机这种检测手段进行图像的捕捉，且需要经过前后多层的对比才能检测出缺陷，检测方法较为单一，导致需要进行多层成形才能确认缺陷，导致存在缺陷检测滞后的问题，同时同一检测方法获得的图像信息容易造成误检或漏检，从而导致不必要的工艺调整或甚至是成形的停止。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种增材制造装置，以解决现有增材制造过程中缺陷检测存在的缺陷检测滞后、获得的图像信息易造成误检或漏检的问题。为达此目的，本技术采用以下技术方案：一种增材制造装置，包括成形室，安装在成形室内部或外部的图像拍摄装置，安装在成形室内部或外部的电子成像装置，以及连接于所述图像拍摄装置和电子成像装置的控制装置，所述图像拍摄装置用于在预热和/或熔化阶段获取可见光图像和/或红外线图像，所述电子成像装置用于在预热和/或熔化阶段获取电子成像图像。作为优选，所述图像拍摄装置为连接于所述控制装置的相机或者摄像头。作为优选，所述图像拍摄装置为相机时，所述相机可通过更换滤光片拍摄可见光图像和红外线图像。作为优选，所述电子成像装置包括电子采集装置以及连接于所述电子采集装置的信号处理装置，其中：所述电子采集装置连接于所述控制装置，用于采集预热和/或熔化阶段产生的电子信号，并将所述电子信号发送至所述信号处理装置；所述信号处理装置连接于所述控制装置，用于接收并处理所述电子采集装置发送的电子信号，并将处理结果发送至所述控制装置，由所述控制装置形成电子成像图像。作为优选，所述电子成像装置为电子探头，所述电子探头连接于所述控制装置。作为优选，还包括射线发生装置，所述射线发生装置安装在所述成形室内，用于产生电子束，并由所述电子束对粉末薄层进行预热和熔化。本技术通过图像拍摄装置获取可见光图像和/或红外线图像，并通过电子成像装置获取电子成像图像，并单独或融合后与标准图像对比，能够根据对比结果判断是否存在缺陷，检测准确且不易造成误检或漏检，且避免了现有缺陷检测存在的缺陷检测滞后的问题。而且可以根据缺陷及时调整工艺参数，减小缺陷的产生或对已产生的缺陷进行修复，增加了成形过程的良品率。附图说明图1是本技术增材制造缺装置的结构示意图；图2是本技术增材制造装置的缺陷检测方法的流程图；图3是本技术增材制造装置的缺陷检测方法中标准图像的示意图；图4是本技术增材制造装置的缺陷检测方法中预热扫描后可见光图像和电子成像图像融合后的融合成像图像的示意图；图5是本技术增材制造装置的缺陷检测方法中可见光图像和红外线图像融合后的融合成像图像的示意图；图6是本技术增材制造装置的缺陷检测方法中电子成像图像得到的二次电子图像和背散射电子图像融合后的融合成像图像的示意图；图7是本技术增材制造装置的缺陷检测方法中可见光图像、红外线图像以及电子成像图像融合后的融合成像图像的示意图。图中：1、成形室；2、料斗；3、粉末接收盒；4、铺粉平台；5、成形缸；6、活塞；7、刮刀；8、射线发生装置；9、图像拍摄装置；10、电子成像装置。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。本技术提供一种增材制造装置，如图1所示，该增材制造装置包括成形室1、料斗2、粉末接收盒3、铺粉平台4、成形缸5、活塞6、刮刀7、射线发生装置8、图像拍摄装置9以及电子成像装置10，其中：在成形室1内设置有两个料斗2，在料斗2内装有粉末材料，在两个料斗2下方设有粉末接收盒3，用于接收两个料斗2内的粉末。在粉末接收盒3的下方设有铺粉平台4，粉末接收盒3内的粉末材料被输送至铺粉平台4上。在铺粉平台4上设有成形缸5，该成形缸5中设有可上下运动的活塞6。在铺粉平台4上方设有可移动的刮刀7，该刮刀7至少具有水平方向的运动自由度，其能够将铺粉平台4上的粉末材料刮至成形缸5的活塞6上，形成粉末薄层。本实施例中，上述两个料斗2内可以放入相同的粉末材料，也可以放入不同的粉末材料，并通过粉末接收盒3混合后，输送至铺粉平台4上。在成形室1内设有射线发生装置8，其能够产生电子束，具体的，该电子束的加速电压为60kV，功率最大3kW。成形室1通过真空获得设备维持0.001-1Pa的压力。粉末材料可以是纯金属或金属合金，如钛合金、钛、铝合金、铝、钛铝合金、不锈钢、Co-Cr合金等，粉末粒径范围10-150微米。在成形室1内部或外部设有图像拍摄装置9以及电子成像装置10，该图像拍摄装置9以及电子成像装置10均连接于控制装置(图中未示出)，该控制装置可以为计算机，上述图像拍摄装置9用于在预热和/或熔化阶段获取可见光图像和/或红外线图像，电子成像装置10用于在预热和/或熔化阶段获取电子成像图像。具体的，上述图像拍摄装置9为连接于控制装置的相机或者摄像头，本实施例中优选的为相机，其可通过更换滤光片拍摄可见光图像和红外线图像。上述电子成像装置10可以包括电子采集装置(图中未示出)以及连接于所述电子采集装置的信号处理装置(图中未示出)，其中电子采集装置连接于控制装置，用于采集预热和/或熔化阶段产生的电子信号，并将电子信号发送至所述信号处理装置，具体的电子信号在上述增材制造装置的缺陷检测方法中已经说明，不再赘述。上述信号处理装置连接于控制装置，用于接收并处理所述电子采集装置发送的电子信号，并将处理结果发送至控制装置，由控制装置形成电子成像图像。本实施例中，上述电子成像装置10还可以是电子探头，该电子探头连接于控制装置，用于实现对电子信号的采集处理。在进行三维物体的打印制造时，首先，将三维物体的模型存储在计算机中，模型在计算机中被分层，并得到每一层的加工信息。三维物体的制造在成形室1中进行，粉末接收盒3将两个料斗2内的粉末材料混合并输送至铺粉平台4上，刮刀7在成形缸5的活塞6上方将粉末材料铺展成层，之后通过射线发生装置8产生电子束对粉末薄层进行预热以及熔化，直至第一层粉末薄层完全熔化；第一层完成熔化后，粉末接收盒3再次向铺粉平台4上输送粉末材料，刮刀7在成形缸5的活塞6上方将粉末铺展成薄层，形成第二层粉末薄层，通过射线发生装置8产生电子束对粉末薄层进行预热以及熔化，直至第二层粉末薄层完全熔化……如此循环，通过连续加工两层以上的粉末薄层构建三维实体。在上述预热和熔化过程中，可以通过图像拍摄装置9获取可见光图像和/或红外线图像，通过电子成像装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种增材制造装置，其特征在于，包括成形室，安装在成形室内部或外部的图像拍摄装置，安装在成形室内部或外部的电子成像装置，以及连接于所述图像拍摄装置和电子成像装置的控制装置，所述图像拍摄装置用于在预热和/或熔化阶段获取可见光图像和/或红外线图像，所述电子成像装置用于在预热和/或熔化阶段获取电子成像图像。

【技术特征摘要】
1.一种增材制造装置，其特征在于，包括成形室，安装在成形室内部或外部的图像拍摄装置，安装在成形室内部或外部的电子成像装置，以及连接于所述图像拍摄装置和电子成像装置的控制装置，所述图像拍摄装置用于在预热和/或熔化阶段获取可见光图像和/或红外线图像，所述电子成像装置用于在预热和/或熔化阶段获取电子成像图像。2.根据权利要求1所述的增材制造装置，其特征在于，所述图像拍摄装置为连接于所述控制装置的相机或者摄像头。3.根据权利要求2所述的增材制造装置，其特征在于，所述图像拍摄装置为相机时，所述相机可通过更换滤光片拍摄可见光图像和红外线图像。4.根据权利要求1所述的增材制造装置，其特征在于，所述电子成像装...

【专利技术属性】
技术研发人员：马旭龙，林峰，郭超，
申请(专利权)人：清华大学天津高端装备研究院，天津清研智束科技有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12