[实用新型]增材制造监测系统及增材制造设备

说明书

本实用新型公开了一种增材制造监测系统及增材制造设备，包括上位机、用于采集增材制造过程中熔池及其边沿受热区域的过程图像的熔池监测模组和用于采集样件在每成形一层完毕时的表面图像的成形层监测模组。熔池监测模组与增材制造设备的加工头连接且与上位机通信连接。成形层监测模组与所述上位机通信连接。本实用新型还公开了一种应用上述增材制造监测系统的增材制造设备。本实用新型的增材制造监测系统及增材制造设备，在增材制造过程中，通过上位机分别触发熔池监测模组和成形层监测模组，采集得到所述过程图像和所述表面图像，达到了可对样件的增材制造成形过程进行完整图像采集的效果。

技术领域

本实用新型涉及激光增材制造领域，特别是涉及一种增材制造监测系统及增材制造设备。

背景技术

增材制造技术俗称3D打印技术，在航空、航天、汽车、模具等领域有着越来越大的应用需求，技术也更趋成熟。其中最为常用的是金属的增材制造技术，其基本原理为通过热源将金属材料按照设定好的路径，以逐点成线，逐线成面，逐面成体的方式熔化-凝固，直接堆积成所需的样件。在金属的增材制造过程中，若能对样件打印成形的全过程进行图像信息采集，则将可以根据采集得到的图像信息对样件成形过程进行监测，也能够对样件可能出现的缺陷进行全面的分析、控制和预防。

然而，传统的增材制造监测手段，一般是采用监测装置对增材制造过程中的熔池或者已成形好的样件表面进行相应的测量，但传统的监测装置均无法实现对成形过程进行完整的图像信息采集。

实用新型内容

基于上述分析，有必要针对传统的增材制造监测技术无法实现对成形过程进行完整的图像信息采集的问题，提供一种增材制造监测系统以及一种增材制造设备。

一种增材制造监测系统，包括上位机、熔池监测模组和成形层监测模组；

所述熔池监测模组与增材制造设备的加工头连接，所述熔池监测模组和所述成形层监测模组分别与所述上位机通信连接；

在增材制造中的样件每一层成形开始时，所述上位机发出第一触发信号，所述熔池监测模组接收到所述第一触发信号后进入工作状态，采集增材制造过程中熔池及其边沿受热区域的过程图像；在增材制造中的样件每一层成形完毕时，所述上位机发出第二触发信号，所述成形层监测模组接收到所述第二触发信号后进入工作状态，采集当前层状态下样件的表面图像。

一种增材制造设备，包括加工头、激光光纤、送料管、承载待打印样件的工作台、多轴支撑座以及上述的增材制造监测系统；

所述加工头与所述激光光纤、所述送料管以及所述熔池监测模组连接，所述激光光纤与所述上位机通信连接且工作状态同步，所述工作台与所述多轴支撑座和所述成形层监测模组连接，所述激光光纤用于提供增材制造过程中所需的热源激光，所述送料管用于提供增材制造过程中打印所述待打印样件所需的打印原材料，所述打印原材料通过所述加工头时经所述热源激光熔化后沉积到所述待打印样件上；

所述熔池监测模组在接收到所述上位机发出的第一触发信号后，采集所述待打印样件在增材制造过程中每一层成形过程内的所述过程图像，所述成形层监测模组在接收到所述上位机发出的第二触发信号后，采集所述待打印样件在增材制造过程中每一层成形完毕时的所述表面图像。

上述增材制造监测系统及增材制造设备，增材制造过程中，通过上位机触发熔池监测模组对样件在每一层成形过程中的熔池及其边沿受热区域进行图像采集获得相应的过程图像，以及触发成形层监测模组对每一层成形完毕时样件的表面进行图像采集获得相应的表面图像，解决了传统的增材制造监测技术，无法实现对成形过程进行完整的图像信息采集的问题，实现了对样件的增材制造成形过程进行完整的图像采集效果。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的系统结构示意图；

图2为本实用新型一个实施例中的熔池监测模组的结构示意图；