一种增材制造铺粉质量检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术提供一种增材制造铺粉质量检测系统检测方法，系统包括：铺粉刮刀、图像采集模块、余粉检测模块、送粉装置、缸体、打印底板和数据处理模块；铺粉刮刀具有用于存放打印粉末的腔体，且在铺粉刮刀移动时能够将打印粉末均匀铺放到打印底板上；图像采集模块设置于铺粉刮刀和余粉检测模块的上方；数据处理模块用于对铺粉刮刀、图像采集模块和余粉检测模块采集到的信息进行综合处理，得到增材制造的铺粉质量，并反馈给增材制造设备；送粉装置设置于铺粉刮刀上方。上述增材制造铺粉质量检测系统，通过对铺粉刮刀内的粉末状态进行拍照和称重，判断粉末状态和铺粉质量，实现铺粉质量实时监控，并可自主处理多种铺粉异常。并可自主处理多种铺粉异常。并可自主处理多种铺粉异常。

【技术实现步骤摘要】
一种增材制造铺粉质量检测系统及检测方法


[0001]本专利技术涉及金属增材制造领域，尤其涉及一种增材制造铺粉质量检测系统及检测方法。

技术介绍

[0002]快速增材制造是由数字化模型直接驱动快速制造任意复杂形状三维物理实体的快速成型技术。快速增材制造的基本原理采用“分层制造、逐层叠加”的制造思想，区别于传统“减法”制造模式，是一种绿色智能化“加法”制造。
[0003]增材制造将虚拟设计和数字化制造集成于一体，根据在计算机上构造的三维模型为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料或医用生物材料，按照逐层堆积，制造出实体物品，能够在短时间内制造出产品，与采用传统的机械加工机床和模具制造相比，具有成本低、周期短、修改简单、尺寸稳定等诸多优点。
[0004]在相关技术中，铺粉刮刀的每层的铺粉量会影响到铺粉质量和粉末的利用效率。铺粉的质量又影响到了零件的打印质量。目前常见的方法是通过对比当前的铺粉照片和标准的照片进行图像处理。由于目前增材制造设备尺寸越来越大，对相机的分辨率要求越来越高，图像也越来越大，导致图像的分析和处理效率本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种增材制造铺粉质量检测系统，其特征在于，包括：铺粉刮刀(1)、图像采集模块(2)、余粉检测模块(3)、送粉装置、缸体(6)、打印底板(7)和数据处理模块；所述铺粉刮刀(1)具有用于存放打印粉末的腔体，且在所述铺粉刮刀(1)移动时能够将打印粉末均匀铺放到所述打印底板(7)上；所述图像采集模块(2)设置于所述铺粉刮刀(1)和所述余粉检测模块(3)的上方，用于拍摄所述铺粉刮刀(1)和所述余粉检测模块(3)内的粉末情况；所述数据处理模块用于对所述铺粉刮刀(1)、图像采集模块(2)和余粉检测模块(3)采集到的信息进行综合处理，得到增材制造的铺粉质量，并反馈给增材制造设备；所述送粉装置设置于所述铺粉刮刀(1)上方，用于存储打印粉末，并对所述铺粉刮刀(1)进行粉末补充；所述缸体(6)为金属增材制造的成型区域，所述打印底板(7)用于零件的打印，所述缸体(6)和所述打印底板(7)均位于所述铺粉刮刀(1)的下方。2.根据权利要求1所述的增材制造铺粉质量检测系统，其特征在于，所述送粉装置包括送粉缸(4)和送粉管(5)，所述送粉缸(4)存储打印粉末，并通过所述送粉管(5)将打印粉末送到所述铺粉刮刀(1)的腔体中；所述铺粉刮刀(1)分为左侧腔体(11)和右侧腔体(10)，所述左侧腔体(11)和/或所述右侧腔体(10)下开口设置有档粉板(12)，所述铺粉刮刀(1)还包括用于称量所述铺粉刮刀(1)内的粉末重量的第一称重传感器。3.根据权利要求1所述的增材制造铺粉质量检测系统，其特征在于，所述余粉检测模块(3)包括：集粉板、照明模块和第二称重传感器；所述集粉板用于收集所述铺粉刮刀(1)中剩余的粉，且所述集粉板为透明板；所述照明模块包括底部照明组件和侧面照明组件，所述底板照明组件安装在所述集粉板下方，采用背光照明的方式，实现粉末的背光拍摄；所述侧面照明组件安装在所述集粉板的上方侧面，采用侧光照明的方式，辅助所述图像采集模块(2)拍摄粉末情况；所述第二称重传感器用于测量所述集粉板上的粉末重量，所述余粉检测模块(3)可以实现转动或者平移。4.根据权利要求3所述的增材制造铺粉质量检测系统，其特征在于，所述余粉检测模块设有除静电装置和超声波振动装置，所述除静电装置和超声波振动装置设置于所述集粉板；所述打印底板(7)能够自由升降，并随着打印层数增加而逐层下降；所述余粉检测模块(3)的下方设置有收粉装置(13)。5.一种根据权利要求1
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4任一项所述的增材制造铺粉质量检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：当系统收到铺粉指令时，送粉装置对所述铺粉刮刀(1)的左侧腔体和右侧腔体进行粉末补充；S2：图像采集模块(2)拍摄所述铺粉刮刀(1)的腔体内的粉末情况，检测粉末图像是否均匀，如果有阴影，则表示送粉不均匀，并通过加大送粉量使得粉末均匀；S3：铺粉刮刀装适量粉后，由左向右移动，所述铺粉刮刀(1)的右侧腔体内的粉末铺放到打印区域，实现打印区域的铺粉，所述铺粉刮刀(1)移动到最右侧时，右侧腔体中剩余的
粉末下落到余粉检测模块(3)中；S4：图像采集模块(2)拍摄余粉检测模块(3)中的粉末情况并检测粉末图像是否均匀；S5：铺粉质量检测过程中，图像采集模块(2)检测缺陷的优先级高于粉末重量检测缺陷的优先级；当粉末的重量足够，但出现铺粉不均匀的情况时，加大铺粉量或者报警提示；S6：检测完成后，余粉检测模块(3)将余粉清除干净，粉末下落到收粉装置(13)中，进行后续的回收，余粉检测模块(3)通过除静电装置和超声波振动装置确保粉末清理干净；S7：进行下一层铺粉，所述铺粉刮刀(1)由右向左移动，左侧腔体内的粉末铺放到打印区域，实现打印区域的铺粉；铺粉刮刀(1)移动到最左侧时，左侧腔体中剩余的粉末下落到余粉检测模块(3)中，余下步骤重复S4
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S6。6.根据权利要求5所述的增材制造铺粉质量检测系统的检测方法，其特征在于，在所述S2中，还包括：读取所述铺粉刮刀(1)内的第一称重传感器，记录粉末的重量W1，...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志，黄见洪，林文雄，沈在平，吴鸿春，黄李杰，陈金明，陈清付，
申请(专利权)人：中国科学院福建物质结构研究所，
类型：发明
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