[实用新型]一种用于增材制造粉床质量的测量装置

说明书

本实用新型公开了一种用于增材制造粉床质量的测量装置，通过电机组件控制所述送粉缸的缸底上升一个单位高度，成型缸的底部下降一个单位高度，铺粉滚筒由送粉缸向成型缸运动，铺上一层粉末，形成粉床；铺粉滚筒逐层铺粉，光源发射器将不同栅距的光源连续地投射到粉床表面，利用摄像机采集光源图像，图像处理及显示系统通过摄像机采集到的图像信息构建粉床表面三维形貌，根据粉床表面的三维形貌，采用数理统计的方法计算三维表面的均值、标准差、不对称度和峰值，进而表征粉床质量。本实用新型的测量方法简单可靠，操作方便，能够定量的表征粉床质量，有助于提高增材制造粉床质量。

技术领域

本实用新型涉及一种用于增材制造粉床质量的测量装置。

背景技术

增材制造技术快速发展，是先进制造业中的代表性技术，世界各国纷纷将增材制造作为未来产业新的增长点，也是各制造强国发展下一代先进制造技术的突破方向。增材制造具有个性化、定制化和制造复杂零件的独特优势，可以缩短开发周期，减少制造成本，颠覆商业模式，已广泛应用于众多领域。基于粉床的增材制造工艺主要包括预热、铺粉、烧结熔化和后处理等过程。增材制造铺粉工艺阶段，铺覆出平整均匀和高密度的粉床是成型优良性能成型件的前提。

然而，目前工业生产过程中由于铺粉质量差而时常导致成型件质量差、精度低、翘曲变形甚至成型失败。其核心关键是无法调控铺粉层厚的均匀性，而现有阶段对粉层厚度缺乏科学的测量方法。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种增材制造粉床质量的测量方法，解决了上述背景技术中的问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于增材制造粉床质量的测量装置，包括送粉缸、铺粉滚筒、成型缸、电机组件、光源发射器、摄像机、图像处理及显示系统；所述送粉缸和成型缸并排设置，二者的上边缘平齐连接形成工作台，所述送粉缸的缸底在竖直方向上活动用于调节送粉缸的容量，所述成型缸用于形成粉床，成型缸的底部在竖直方向上活动用于调节成型缸的容量；所述铺粉滚筒设置于送粉缸上部，且铺粉滚筒的下边缘与送粉缸上边缘平齐，所述铺粉滚筒沿水平方向由送粉缸向成型缸做往复运动；所述电机组件与送粉缸、成型缸、铺粉滚筒电连接；所述光源发射器、摄像机架设于成型缸上方，所述图像处理及显示系统与摄像机连接；

在本实用新型一较佳实施例中，所述成型缸内设有成型件。

在本实用新型一较佳实施例中，所述粉床的粉末材料包括金属、高分子和陶瓷，粉末粒径为1～100μm。

在本实用新型一较佳实施例中，所述电机组件包括伺服电机和步进电机，所述伺服电机用于控制送粉缸的缸底和成型缸的底部升降，所述步进电机用于控制铺粉滚筒水平移动和自转连动，实现铺粉功能。

在本实用新型一较佳实施例中，所述光源发射器为半导体激光器，且半导体激光器和被测粉床的距离800-1000mm。

在本实用新型一较佳实施例中，所述摄像机为工业CCD摄像机，用于将光线变为电荷并将电荷存储及转移，从而把电信号传输到图像处理及显示系统，摄像机和被测粉床的距离为300～600mm。

在本实用新型一较佳实施例中，所述光源发射器中心轴和摄像机中心轴的夹角为20～30°。

在本实用新型一较佳实施例中，图像处理及显示系统包括处理器和显示器，所述处理器采用相位调制模式，将投射的条纹解算出粉床表面的三维形貌，成像在显示器上。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

本实用新型的一种用于增材制造粉床质量的测量装置，通过图像处理的方法获得粉床表面的三维形貌，进而表征粉床质量。本实用新型的测量方法简单可靠，操作方便，能够定量的表征粉床质量，有助于提高增材制造粉床质量。

附图说明