一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置制造方法及图纸

一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置，是利用三个红外成像仪对正在加工的金属工件进行实时的三维表面温度检测的温度检测装置；本装置采用三个红外成像仪同时检测，安装在同一水平面，相互之间夹角120°，红外点阵传感器的镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角，进行多角度的成型制品表面三维温度检测；利用TMS320C6748对接三个红外成像仪，完成检测装置的硬件部分，通过对红外成像仪数据温度数据的进行采集，来实现实时的三维温度检测，本装置具有可以同时进行三维检测、实时性好、体积小、易操作的优点。

A 3D temperature measuring device for laser forming of 3D printer

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置
本技术属于增材制造技术中的激光3D打印技领域，具体涉及一种对3D打印成型的三维温度检测装置。
技术介绍
3D打印技术也称为增材制造技术，近年来这种技术已经被广泛的应用于国防、航天、航空、商业等众多领域，3D打印技术具有成型速度快、生产周期短等优势，而金属激光增材制造应用最广、实用性最强，作为3D打印体系中最前沿和最有潜力的技术，拥有着广阔的发展前景。在激光增材制造技术中，其核心是通过激光产生的高温将金属粉末熔化，经过冷凝实现的逐层堆积的材料叠加，而利用激光将金属粉末熔化会产生极高的温度，同时需要快速降温使熔化后的金属粉末凝结，来实现逐层堆积的目的。因此，温度因素会在金属工件的加工过程中产生极为重要的影响,而温度的上升与下降极易受到环境的影响，这将直接影响制品收缩率、工件内部沙眼以及翘曲率，以及工件内部构造，进而影响工件精度以及工件的强度，进而影响成品率。因此，对成型制品在加工过程中的表面温度检测是如今3D打印技术面临的重要问题。现有的温度检测装置多是利用温度传感器，而温度传感器只能对点进行检测而且温度检测存在大滞后的特点，不能满足实时性要求；随着激光增材制造成型的发展，激光成型的速度越来越快，温度检测对实时性的要求越来高，同时，由于加工工件结构复杂，利用点和面的温度检测通常不能全面的检测工件表面温度，
技术实现思路
为克服上述现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种3D打印机的三维温度检测装置，可以在工件加工过程中实时检测工件多面温度变化；本装置具有可以同时进行三维检测、实时性好、体积小、易操作的优点。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置,包括有激光3D增材制造平台，激光3D增材制造平台的周围设有三个红外热成像仪；红外热成像仪设在可调支架上；所述的三个红外成像仪之间相互成120°夹角设置。所述的红外热成像仪，其镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角。所述的红外热成像仪的SCL、SDA均连接到STM32单片机的I2C通信引脚；STM32单片机的UARTTX引脚与MAX3232的RX输入引脚相连；UARTRX引脚与MAX3232的TX输出引脚相连，MAX3232的RX输出引脚与TMS320C6748的UART0RXD引脚相连，TX输入引脚与TMS320C6748的UART0TXD引脚相连；用TMS320C6748的UART0、UART1、UART2三组UART串口分别连接三组MAX3232的RX输出引脚与TX输入引脚，进行实时的数据交互与通信。与现有技术相比，本技术的有益效果是：3D打印三维温度检测装置作为一个外部检测设备，检测装置不能影响原3D打印机的工作状态，因此需要3D打印机与三维温度检测装置相互分离。三维温度检测需要在三个维度下实时检测正在加工的增材制造工件的表面温度，一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置的温度检测装置部分是利用三个高分辨率的红外成像仪，安装在空间中的对称位置，相互之间夹角120°，红外成像仪的镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角，3D打印三维温度检测装置的这种安装方法可以无死角拍摄到凸型增材制造工件加工过程中，进而采集增材制造工件表面整体的热成像图片。由于温度检测装置需要同时对三个拥有高分辨率红外点阵传感器的红外成像仪进行温度采集，以及对红外成像仪采集到的温度数据进行传输，而红外成像仪是通过STM32单片机以串行通信方式进行数据收发，考虑到TMS320C6748型号的DSP拥有三组UART口，可以通过RS232协议进行串行数据收发，而且TMS320C6748具有极强的数据处理能力与浮点运算能力，因此本专利考虑采用TMS320C6748作为3D打印三维检测装置的主控芯片，可以实时的对三个热成像仪进行温度数据采集。在装置连接中，由于红外成像仪通过I2C通信，因此利用STM32单片机对红外成像仪进行数据采集通信和协议转换，利用单片机串行通信方式，通过TTL电平与TMS320C6748进行串行通信，利用RS232进行电平转换，分别将三个红外成像设备连接到TMS320C6748的三组UART口，完成3D打印三维温度检测装置的搭建，本检测装置具有实时性好、体积小、易对接、容易操作等优点。附图说明图1为本技术三维温度检测装置安装顶视图。图2为本技术三维温度检测装置安装正视图。图3为本技术温度检测装置的接口连接图。具体实施方式下面结合附图和具体实施对本技术的结构原理和工作原理进行详细说明。参见图1，一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置,包括有激光3D增材制造平台1，其特征在于，激光3D增材制造平台1的周围设有三个红外热成像仪3；红外热成像仪3设在可调支架4上；所述的三个红外成像仪3之间相互成120°夹角设置。所述的红外热成像仪3，其镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角。参见图3，一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置是利用TMS320C6748进行温度检测，三维温度检测装置的电路引脚连接的关系：所述的红外热成像仪的SCL、SDA均连接到STM32单片机的I2C通信引脚；STM32单片机的UARTTX引脚与MAX3232的RX输入引脚相连；UARTRX引脚与MAX3232的TX输出引脚相连，MAX3232的RX输出引脚与TMS320C6748的UART0RXD引脚相连，TX输入引脚与TMS320C6748的UART0TXD引脚相连；用TMS320C6748的UART0、UART1、UART2三组UART串口分别连接三组MAX3232的RX输出引脚与TX输入引脚，进行实时的数据交互与通信。利用三个红外成像仪多角度实时检测正在加工的增材制造工件表面温度；温度检测装置部分是利用三个高分辨率的红外成像仪，安装在空间中的对称位置，相互之间夹角120°，红外成像仪的镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角,形成三维温度检测。首先，结合图1、图2所示，介绍3D打印三维温度检测装置的安装位置。根据顶视图，在激光3D增材制造平台1上放置增材制造工件2，激光3D增材制造平台与增材制造工件为原激光3D加工平台，结合顶视图和正视图，红外成像仪3放置位置在同一水平面中，以增材制造工件为中心呈120°，利用可调支架4将红外成像仪撑起，红外成像仪的红外点阵传感器镜头视角与增材制造工件所在平面成45°。完成3D打印三维温度检测装置的平台搭建。参见图3，本专利搭建的3D打印三维温度检测装置的电路接口连接，首先红外成像仪包含VCC、GND、SCL、SDA等4个引脚，数据传输方式为I2C通信方式，将红外成像仪的VCC接3.3V电源，GND接地，SCL、SDA分别接到STM32单片机的I2C通信引脚，STM32单片机的VCC接3.3V电源，GND接地，完成红外成像仪与STM32单片机的数据通信，经过热本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置,包括有激光3D增材制造平台(1)，其特征在于，激光3D增材制造平台(1)的周围设有三个红外热成像仪(3)；红外热成像仪(3)设在可调支架(4)上；所述的三个红外热成像仪(3)之间相互成120°夹角设置。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置,包括有激光3D增材制造平台(1)，其特征在于，激光3D增材制造平台(1)的周围设有三个红外热成像仪(3)；红外热成像仪(3)设在可调支架(4)上；所述的三个红外热成像仪(3)之间相互成120°夹角设置。


2.根据权利要求1所述的一种3D打印机的激光成型三维温度检测装置，其特征在于，所述的红外热成像仪(3)，其镜头与待生产的增材制造工件的中心水平平面成45°夹角。


3.根据权利要求1所述的一种3D打印机的激光成型三维温度检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：弋英民，杨海川，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：新型
国别省市：陕西;61