【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于增材制造，涉及增材制造铺粉过程和/或成形打印过程的检测技术，具体为一种增材制造过程的检测装置及检测方法。
技术介绍
1、铺粉式金属3d打印是金属增材制造技术中的一个重要分支。该技术以预置于粉末平台上的金属粉末为原料，以零件的三维数字模型为基础，利用激光或电子束等高能束，在三维模型离散出的一系列二维平面上，逐层熔融粉末，并最终制造出三维金属零件。目前应用最广泛的是利用激光作为能量源的铺粉式金属3d打印，又称为选择性激光熔融。铺粉式金属3d打印的过程为：1)送粉器向成形缸内送入金属粉末，铺粉刮刀将金属粉末向成形缸方向刮送，并在成形平台上将金属粉末铺开，形成一层均匀的金属粉末层；2)激光光源发出激光，经聚焦光路聚焦后，通过x-y扫描振镜控制方向，根据stl文件中的扫描路径，扫描平台上的粉末层；3)激光能量使扫描路径上的粉末熔融，并与基板或已成型层形成冶金结合；4)完成一层粉末的激光扫描熔融后，打印平台下降一层粉末高度，重复步骤2)-5)，直至完成数字模型所有二维平面上扫描，即完成了整个三维产品的打印。
2、由此可以看出，激光打印过程中铺粉是非常重要的，参见申请号为cn201620407521.3的专利文献，公开了一种增材制造铺粉系统，包括铺粉刮刀、刀架、铺粉传动机构，在成形平台垂直于铺粉方向的一侧设置有一绕行机构，该绕行机构使得铺粉刮刀铺粉结束后绕过成形平台区域，返回至铺粉起始点。该专利文献的铺粉系统可有效避免铺粉刮刀在成形平台一侧的无效等待，提高了成形效率。该专利文献提供了一种增材制造铺粉系统，但是在实际铺
技术实现思路
1、针对上述
技术介绍
中所记载的，在铺粉打印时，现有技术中存在缺乏对铺粉过程及成形过程质量检测的技术问题，导致在零件成形过程中一旦出现质量问题，无法及时进行问题排查和止损。针对该技术问题，本专利技术提出了一种增材制造过程的检测装置及检测方法。
2、本专利技术使用激光轮廓仪实现对铺粉幅面和/或成形幅面的全扫面，从而对铺粉效果和打印效果进行评估，对有问题的区域进行识别，便于及时排查问题点，同时进行及时止损；提高了铺粉和/或成形的质量。
3、为了解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
4、本专利技术一种增材制造过程的检测装置，其包括激光轮廓仪、传动支架和铺粉装置，所述激光轮廓仪和铺粉装置均安装在传动支架上；
5、所述激光轮廓仪的扫描区域为铺粉平面和/或成形平面；
6、所述激光轮廓仪在铺粉平面上形成扫描路径；
7、和/或所述激光轮廓仪在成形平面上形成扫描路径。
8、进一步限定，所述铺粉平面为当前铺设粉末层所形成的平面；所述成形平面是指上一层铺设粉末层烧结后所形成的平面。
9、进一步限定，激光轮廓仪水平设置或垂直设置，所述激光轮廓仪水平设置是指激光轮廓仪的扫描出光与所述传动支架的移动方向垂直；所述激光轮廓仪垂直设置是指激光轮廓仪的扫描出光与所述传动支架的移动方向平行；
10、所述激光轮廓仪水平设置时，在铺粉平面和/或成形平面形成水平扫描路径；
11、所述激光轮廓仪垂直设置时，在铺粉平面和/或成形平面形成垂直扫描路径。
12、进一步限定，所述激光轮廓仪水平设置时，所述传动支架的相对两侧均设置有一个或多个激光轮廓仪；
13、当所述传动支架的相对两侧均设置有多个激光轮廓仪时，同侧的相邻两个激光轮廓仪之间的距离小于等于激光轮廓仪的扫描宽度。
14、进一步限定，所述激光轮廓仪水平设置且传动支架的相对两侧均设置一个激光轮廓仪时，在铺粉平面形成的水平扫描路径为：
15、激光轮廓仪随所述铺粉装置沿x轴方向同步扫描；
16、当铺粉装置行进至预设位置时，激光轮廓仪沿y轴方向移动预设距离；
17、激光轮廓仪随所述铺粉装置沿x轴反方向同步扫描；
18、如此反复，直至完成整个铺粉平面的扫描；
19、所述成形平面形成的水平扫描路径与铺粉平面形成的水平扫描路径相同。
20、进一步限定，所述预设距离小于等于激光轮廓仪的扫描宽度。
21、进一步限定，所述激光轮廓仪垂直设置时，所述传动支架的相对两侧均设置有一个或多个激光轮廓仪，所述传动支架一侧的一个或多个激光轮廓仪用于扫描铺粉平面；所述传动支架另一侧的一个或多个激光轮廓仪用于扫描成形平面。
22、进一步限定，所述激光轮廓仪垂直设置且所述传动支架的相对两侧均设置有一个激光轮廓仪1时，在铺粉平面形成的垂直扫描路径为：
23、铺粉装置沿x轴方向对第一铺粉平面进行铺粉时，激光轮廓仪沿y轴方向从传动支架的起点移动至传动支架的终点，对第一铺粉平面进行扫描；
24、铺粉装置沿x轴方向对第二铺粉平面进行铺粉时，激光轮廓仪沿y轴反方向从传动支架的终点返回至传动支架的起点，对第二铺粉平面进行扫描；
25、如此反复，直至完成第n铺粉面的扫描；
26、所述成形平面形成的垂直扫描路径与铺粉平面形成的垂直扫描路径相同；
27、其中，所述铺粉装置的行进速度需满足如下关系：
28、
29、式中，d为激光轮廓仪的扫描宽度，单位：mm；v为铺粉刮刀的行进速度，单位：mm/s；t为激光轮廓仪从开始运动到变换一次方向所用的时间，单位：s。
30、进一步限定，所述增材制造过程的检测装置还包括处理器；
31、所述处理器：用于根据所述铺粉平面上的扫描路径扫描获取铺粉平面对应的第一坐标数据，完成铺粉过程的检测，根据成形平面上的扫描路径扫描获取成形平面对应的第二坐标数据，完成零件成形过程的检测。
32、本专利技术利用上述增材制造过程的检测装置所形成的检测方法，
33、当进行铺粉平面检测时，包括以下步骤：
34、1)激光轮廓仪根据铺粉平面上的扫描路径扫描获取铺粉平面对应的铺粉平面图像，将铺粉平面图像转换为第一坐标数据；
35、2)将第一坐标数据对应的z轴坐标与标准第一坐标数据对应的z轴坐标进行对比，判断铺粉平面对应的铺设粉末层厚度是否在允许铺粉厚度范围内；
36、3)若铺设粉末层厚度小于等于允许铺粉厚度，则铺设粉末层厚度合格，否则铺设粉末层厚度不合格；完成铺粉过程的检测；
37、当进行成形检测时，包括以下步骤：
38、1)激光轮廓仪根据成形平面上的扫描路径扫描获取成形平面对应的成形平面图像，将成形平面图像转换为第二坐标数据；
39、2)将本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种增材制造过程的检测装置，其特征在于，包括激光轮廓仪(1)、传动支架和铺粉装置，所述激光轮廓仪(1)和铺粉装置均安装在传动支架上；
2.根据权利要求1所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述铺粉平面为当前铺设粉末层所形成的平面；所述成形平面是指上一层铺设粉末层烧结后所形成的平面。
3.根据权利要求1所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置或垂直设置，所述激光轮廓仪(1)水平设置是指激光轮廓仪(1)的扫描出光与所述传动支架的移动方向垂直；所述激光轮廓仪(1)垂直设置是指激光轮廓仪(1)的扫描出光与所述传动支架的移动方向平行；
4.根据权利要求3所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置时，所述传动支架的相对两侧均设置有一个或多个激光轮廓仪(1)；
5.根据权利要求4所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置且所述传动支架的相对两侧均设置一个激光轮廓仪(1)时，在铺粉平面形成的水平扫描路径为：
6.根据权利要求5所述的增材制造过
7.根据权利要求3所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)垂直设置时，所述传动支架的相对两侧均设置有一个或多个激光轮廓仪(1)，所述传动支架一侧的一个或多个激光轮廓仪(1)用于扫描铺粉平面；所述传动支架另一侧的一个或多个激光轮廓仪(1)用于扫描成形平面。
8.根据权利要求7所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)垂直设置且所述传动支架的相对两侧均设置有一个激光轮廓仪(1)时，在铺粉平面形成的垂直扫描路径为：
9.根据权利要求1-8中任一项所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述增材制造过程的检测装置还包括处理器；
10.利用权利要求9增材制造过程的检测装置所形成的检测方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种增材制造过程的检测装置，其特征在于，包括激光轮廓仪(1)、传动支架和铺粉装置，所述激光轮廓仪(1)和铺粉装置均安装在传动支架上；
2.根据权利要求1所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述铺粉平面为当前铺设粉末层所形成的平面；所述成形平面是指上一层铺设粉末层烧结后所形成的平面。
3.根据权利要求1所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置或垂直设置，所述激光轮廓仪(1)水平设置是指激光轮廓仪(1)的扫描出光与所述传动支架的移动方向垂直；所述激光轮廓仪(1)垂直设置是指激光轮廓仪(1)的扫描出光与所述传动支架的移动方向平行；
4.根据权利要求3所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置时，所述传动支架的相对两侧均设置有一个或多个激光轮廓仪(1)；
5.根据权利要求4所述的增材制造过程的检测装置，其特征在于，所述激光轮廓仪(1)水平设置且所述传动支架的相对...
【专利技术属性】
技术研发人员：田建涛，李亦豪，武政，王松，
申请(专利权)人：西安铂力特增材技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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