一种基于激光检测的3D打印精度监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，包括成型室和激光干涉监测装置，所述成型室底部两端分别固定安装有成型缸和粉料缸，所述激光干涉监测装置设在成型缸正上方，且所述激光干涉监测装置固定安装在成型室顶部，通过设置激光干涉监测装置以及在试件固定基座外侧加设的干涉纹，而且干涉纹严格按照激光干涉规律分布，通过产生的激光束经过处理后形成相干的光源照射到试件上，在打印的过程中，工件始终处于干涉激光的照射下，任何偏离误差都会经过干涉现象放大体现在干涉纹上，通过干涉条纹的变化能够将极小的变化放大，可以达到纳米级的监测，大大提高了3D打印过程中的激光监测精度。

A 3D printing accuracy monitoring device based on laser detection

The utility model discloses a 3D printing precision monitoring device based on laser detection, including a molding chamber and a laser interference monitoring device. The two ends of the bottom of the molding chamber are fixed with a molding cylinder and a powder cylinder respectively. The laser interference monitoring device is located above the molding cylinder and the laser interference monitoring device is fixed and installed. At the top of the molding chamber, the laser interference monitoring device is set up and the interference pattern is added on the outside of the fixed base of the specimen. The interference pattern is strictly distributed according to the laser interference law. The laser beam produced by the generated laser beam is processed to form a coherent light source to irradiate the specimen. In the process of printing, the workpiece is always in the interference excitation. In the light of light, any deviation will be amplified by interference in the interference pattern. By the change of the interference fringe, the minimal change can be magnified, and the nanometer level monitoring can be achieved, which greatly improves the laser monitoring precision in the 3D printing process.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光检测的3D打印精度监测装置
本专利技术涉及3D打印
，具体为一种基于激光检测的3D打印精度监测装置。
技术介绍
3D打印又称为三维打印，它的学名是增材制造，是指将材料一次性熔聚成型的快速制造技术，它以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印并叠加不同形状的连续层方式来构造三维的任何物体，3D打印实质上就是快速成型技术之一。3D打印技术最突出的优点是无需模具，也不需要机械加工，可直接从设计好的计算机图形数据中生成任何形状的物体。3D打印技术可以加工传统方法难以制造的零件。过去传统的制造方法就是一个毛坯，把不需要的地方切除掉，是多维加工的，或者采用模具，把金属和塑料融化灌进去得到这样的零件，这样对复杂的零部件来说加工起来非常困难。其次，工艺周期短、精度高，实现了首件的近净成形，同时解决了传统制造业开模耗费时间长的问题。后期辅助加工量大大减小，避免了委外加工的数据泄密和时间跨度，同时也避免了后续加工过程的误差累积，精度更高。现有技术手段中，如申请号为201610870254.8公布的一种喷射头能振动的三D打印装置，通过在喷射头内部安装有超声波振动装置，具有较为简单的结构，成型制品具有密度大、拉伸和冲击强度都得到了较大的提高，产品质量好，间接的来控制打印的精度；又如申请号为201610149166.9公布的一种3D打印装置，通过所述水箱、循环水泵和冷排首尾相连形成温控循环系统，所述冷排设置于工作台的打印区域，所述温差半导体与所述水箱相连以控制其内部流体的温度，采用恒温系统，模型的整体打印效果更加平滑，提高了打印精度。在现有的3D打印中，如何控制打印的精度一直是目前最为核心的技术手段。3D打印的精度影响有很多，如上述的喷射头和温度的影响，而进一步综合上述技术方案和现实存在的问题，以及结合目前被广泛应用的技术方案，还存在的主要缺陷主要体现为模型的建立与实际打印的区别，而在这个过程中检测装置就显得很重要，而又由于在打印的过程中，一般分层的厚度都是微米级，而这种数量级的精度检测是十分困难的，由于精度的检测比较困难，因此进一步要求精度达到现有的打印精度需求则是更加困难，至少在目前常规的检测方法是不能实现高精度的检测。
技术实现思路
为了克服现有技术方案的不足，本专利技术提供一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，通过激光干涉监测，能够将监测精度提高到纳米级，能够提高实际打印和成型的精度，可以有效解决
技术介绍
中的问题。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于激光检测的D打印精度监测装置，包括成型室，所述成型室底部两端分别固定安装有成型缸和粉料缸，其特征在于：还包括激光干涉监测装置，所述激光干涉监测装置设在成型缸正上方，且所述激光干涉监测装置固定安装在成型室顶部；所述激光干涉监测装置包括导管腔，所述导管腔呈L型，在导管腔两端分别固定安装有光束隔离器和聚焦透镜，且在导管腔转折处内侧还固定安装有振镜，所述聚焦透镜穿过内腔，且固定安装在内腔壁上，所述光束隔离器和振镜之间还固定安装有扩束镜，在光束隔离器外侧通过悬架固定安装有光纤激光器；所述振镜内侧通过三角支撑架固定安装在导管腔内壁，且在振镜和三角支撑架之间还安装有减震防偏卡环；在三角支撑架和减震防偏卡环之间还安装有转动球，在减震防偏卡环上安装有限位环，所述转动球设在限位环内，所述减震防偏卡环内部还固定安装有减震硅胶棉。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述内腔底部均固定安装有喷射头安装基座，在成型缸和粉料缸之间还固定安装有滑动导轨，所述成型缸和粉料缸均由支撑板和气缸臂组成，所述支撑板固定安装在气缸臂顶部，在两个支撑板顶部分别固定安装有试件固定基座和粉料斗，所述试件固定基座和粉料斗均通过气缸臂上下滑动；作为本专利技术一种优选的技术方案，所述喷射头安装基座的数量为三个，三个喷射头安装基座以成型缸中心为对称中心均匀分布，在每个喷射头安装基座上均安装有数控连接端口。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述滑动导轨上设有铺粉辊，所述铺粉辊包括底盘和辊筒，所述辊筒嵌入滑动导轨内部，所述底盘通过转动轴安装在辊筒上。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述底盘底部还固定安装有周期变频电机，且在底盘顶部还固定安装有铺粉板，所述铺粉板通过辊筒沿着滑动导轨在成型缸和粉料缸之间来回滑动。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述聚焦透镜和成型缸中心在同一条直线上，所述光束隔离器、扩束镜和振镜的中心均在同一条直线上。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述光纤激光器产生的激光光束均以两条直线为对称轴对称分布进行传播，且激光光束在振镜上的反射角相等，两条激光光束的反射点以振镜中心为对称中心对称分布。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述试件固定基座顶部还固定安装有试件环，所述试件环与聚焦透镜中心在同一条直线上，且试件环、聚焦透镜和成型缸三者的中心位于同一条直线上。作为本专利技术一种优选的技术方案，所述试件环外侧均刻有若干组干涉纹，所述干涉纹均呈圆环状，且干涉纹均呈不等间距排列，所述干涉纹排列均满足光纤激光的干涉条纹分布规律。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术通过设置激光干涉监测装置以及在试件固定基座外侧加设的干涉纹，而且干涉纹严格按照激光干涉规律分布，通过产生的激光束经过处理后形成相干的光源照射到试件上，在打印的过程中，工件始终处于干涉激光的照射下，任何偏离误差都会经过干涉现象放大体现在干涉纹上，通过干涉条纹的变化能够将极小的变化放大，在宏观上大大提高监测的精度，能够直接跳过传统的微米级监测，在根据需求的情况下调整光源可以达到纳米级的监测，大大提高了3D打印过程中的激光监测精度，能够给微米级的逐层打印提供很好的质量检测。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术铺粉辊结构示意图；图3为本专利技术成型缸结构示意图；图4为本专利技术三角支撑架结构示意图；图中：1-成型室；2-激光干涉监测装置；101-成型缸；102-粉料缸；103-内腔；104-喷射头安装基座；105-滑动导轨；106-支撑板；107-气缸臂；108-试件固定基座；109-粉料斗；111-数控连接端口；112-铺粉辊；113-底盘；114-辊筒；115-转动轴；116-周期变频电机；117-铺粉板；118-试件环；119-干涉纹；201-导管腔；202-光束隔离器；203-聚焦透镜；204-振镜；205-扩束镜；206-悬架；207-光纤激光器；208-三角支撑架；209-减震防偏卡环；210-转动球；211-限位环；212-减震硅胶棉；具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。以下各实施例的说明是参考附图，用以示例本专利技术可以用以实施的特定实施例。本专利技术所提到的方向和位置用语，例如「上」、「中」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」等，仅是参考附加图式的方向和位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。实施例：如图1至图4所示，本专利技术提供了一种基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，包括成型室(1)，所述成型室(1)底部两端分别固定安装有成型缸(101)和粉料缸(102)，其特征在于：还包括激光干涉监测装置(2)，所述激光干涉监测装置(2)设在成型缸(101)正上方，且所述激光干涉监测装置(2)固定安装在成型室(1)顶部；所述激光干涉监测装置(2)包括导管腔(201)，所述导管腔(201)呈L型，在导管腔(201)两端分别固定安装有光束隔离器(202)和聚焦透镜(203)，且在导管腔(201)转折处内侧还固定安装有振镜(204)，所述聚焦透镜(203)穿过内腔(103)，且固定安装在内腔(103)壁上，所述光束隔离器(202)和振镜(204)之间还固定安装有扩束镜(205)，在光束隔离器(202)外侧通过悬架(206)固定安装有光纤激光器(207)；所述振镜(204)内侧通过三角支撑架(208)固定安装在导管腔(201)内壁，且在振镜(204)和三角支撑架(208)之间还安装有减震防偏卡环(209)；在三角支撑架(208)和减震防偏卡环(209)之间还安装有转动球(210)，在减震防偏卡环(209)上安装有限位环(211)，所述转动球(210)设在限位环(211)内，所述减震防偏卡环(209)内部还固定安装有减震硅胶棉(212)。...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，包括成型室(1)，所述成型室(1)底部两端分别固定安装有成型缸(101)和粉料缸(102)，其特征在于：还包括激光干涉监测装置(2)，所述激光干涉监测装置(2)设在成型缸(101)正上方，且所述激光干涉监测装置(2)固定安装在成型室(1)顶部；所述激光干涉监测装置(2)包括导管腔(201)，所述导管腔(201)呈L型，在导管腔(201)两端分别固定安装有光束隔离器(202)和聚焦透镜(203)，且在导管腔(201)转折处内侧还固定安装有振镜(204)，所述聚焦透镜(203)穿过内腔(103)，且固定安装在内腔(103)壁上，所述光束隔离器(202)和振镜(204)之间还固定安装有扩束镜(205)，在光束隔离器(202)外侧通过悬架(206)固定安装有光纤激光器(207)；所述振镜(204)内侧通过三角支撑架(208)固定安装在导管腔(201)内壁，且在振镜(204)和三角支撑架(208)之间还安装有减震防偏卡环(209)；在三角支撑架(208)和减震防偏卡环(209)之间还安装有转动球(210)，在减震防偏卡环(209)上安装有限位环(211)，所述转动球(210)设在限位环(211)内，所述减震防偏卡环(209)内部还固定安装有减震硅胶棉(212)。2.根据权利要求1所述的一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，其特征在于：所述内腔(103)底部均固定安装有喷射头安装基座(104)，在成型缸(101)和粉料缸(102)之间还固定安装有滑动导轨(105)，所述成型缸(101)和粉料缸(102)均由支撑板(106)和气缸臂(107)组成，所述支撑板(106)固定安装在气缸臂(107)顶部，在两个支撑板(106)顶部分别固定安装有试件固定基座(108)和粉料斗(109)，所述试件固定基座(108)和粉料斗(109)均通过气缸臂(107)上下滑动。3.根据权利要求2所述的一种基于激光检测的3D打印精度监测装置，其特征在于：所述喷射头安装基座(104)的数量为三...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡运平，
申请(专利权)人：安溪县贤彩茶叶机械有限公司，
类型：新型
国别省市：福建,35