[发明专利]增材制造的缺陷检测装置、缺陷检测系统及缺陷检测方法

说明书

本发明公开了一种增材制造的缺陷检测装置、缺陷检测系统及缺陷检测方法，该缺陷检测装置包括激光发生机构、激光检测机构以及控制机构，控制机构分别与所述激光发生机构和激光检测机构连接，用于在增材制造过程中控制激光发生机构发射第一激光至增材制件，控制激光检测机构发射第二激光至增材制件以对第一激光产生的辐射信号进行检测，并接收激光检测机构反馈的检测信号。本发明能够实现对增材制件的缺陷检测，其结构简单易于实现，检测实时性较好、精度较高，并且能够避免增材制件的表面盲区的问题，有助于提高增材制件的成品质量。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，特别涉及一种增材制造的缺陷检测装置、缺陷检测系统及缺陷检测方法。

背景技术

增材制造技术是通过CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)设计数据并采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，增材制造技术彻底颠覆了传统的材料去除(即切削加工)技术采用的“自上而下”的研究策略，是一种“自下而上”的材料累加制造方法。

增材制件内部质量是制约激光增材制造工艺发展的瓶颈问题之一。基于激光增材制造逐点扫描熔化、逐线扫描搭接、逐层累积成形的技术原理，金属材料在激光作用下历经复杂的热力学行为，在加热熔化、熔池流动、冷却凝固的循环往复过程中，受激光参数、扫描参数、粉体材料、温度等诸多条件的影响，一旦成形参数选择不合理，容易引起成型件内部存在气孔、未熔合、变形、开裂等缺陷，导致制件质量的控制难度较大，影响成形件的使用性能。

本申请的发明人在长期的研发中发现，目前增材制造的缺陷检测采用普通的超声波探伤或X射线等检验手段，其精度较低，无法检测出0.1mm以下的气孔和未熔合缺陷。并且目前的检测方法主要是对成形后的增材制件进行离线检测，导致检测的实时性较差，易产生大量不合格品，加重增材制造的成本。同时由于增材制造相比传统制造方法，其零件表面切削加工余量较小，较多检测方法都存在表面盲区，使得部分区域无法被检测到，存在质量隐患。

发明内容

本发明提供一种增材制造的缺陷检测装置、缺陷检测系统及缺陷检测方法，以解决现有技术中对增材制件的缺陷检测范围较小、精度较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是提供一种增材制造的缺陷检测装置，包括激光发生机构、激光检测机构以及控制机构，所述控制机构分别与所述激光发生机构和所述激光检测机构连接，用于在增材制造过程中控制所述激光发生机构发射第一激光至增材制件，控制所述激光检测机构发射第二激光至所述增材制件以对所述第一激光产生的辐射信号进行检测，并接收所述激光检测机构反馈的检测信号。

在一具体实施例中，所述缺陷检测装置还包括机器人，所述机器人与所述控制机构连接，所述激光发生机构为脉冲激光器，所述脉冲激光器用于产生所述第一激光，并经设置于所述机器人上的第一透镜发射。

在一具体实施例中，所述激光检测机构为激光干涉检测器，所述激光干涉检测器用于产生所述第二激光，并经设置于所述机器人上的第二透镜发射。

在一具体实施例中，所述控制机构包括上位机管理机构、A/D采集机构、信号调理机构以及机器人控制机构，所述上位机管理机构分别与所述A/D采集机构和所述机器人控制机构连接，所述A/D采集机构分别与所述脉冲激光器和所述激光干涉检测器连接，所述信号调理机构分别与所述A/D采集机构和所述激光干涉检测器连接，所述机器人控制机构与所述机器人连接。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是提供一种增材制造的缺陷检测系统，包括增材制造装置及上述的缺陷检测装置，所述缺陷检测装置用于对所述增材制造装置制备的所述增材制件进行缺陷检测。