[发明专利]3D打印过程中检查3D打印物体的打印质量的方法和装置，及3D打印系统

权利要求书

1.检查3D打印物体的打印质量的方法，其包括：

通过将3D打印激光源产生的打印激光束辐射到提供给所述打印物体的基体材料上，进行3D打印过程；

通过飞秒激光源产生飞秒激光束，以在进行所述3D打印过程中，实时进行所述打印物体的物理特性的估算和所述打印物体的缺陷的检测；

将所述飞秒激光源产生的所述飞秒激光束分离成泵浦激光束和探测激光束；

通过由所述3D打印激光源辐射的所述打印激光束激发所述打印物体或通过将分离的所述泵浦激光束辐射到所述打印物体上来产生超声波；

将所述探测激光束辐射到所述打印物体的凝固区域，以测量所述超声波；

检测由所述打印物体反射的所述探测激光束，将所述探测激光束转换为电信号；并且

通过分析被转换的电信号的振幅和相位，检查所述打印物体的打印质量，包括估算所述打印物体的物理特性以及检测所述打印物体的缺陷，

其中所述打印激光束以及与由所述飞秒激光束分离的所述泵浦激光束和所述探测激光束相互同轴对准，并施加到所述打印物体上，并且

其中，在所述3D打印过程中，使用所述飞秒激光束实时检查所述3D打印物体的打印质量。

2.如权利要求1所述的方法，在产生所述超声波时，将所述泵浦激光束辐射到与所述打印激光束间隔预定距离的所述打印物体的所述凝固区域，以产生所述超声波。

3.如权利要求2所述的方法，其中所述探测激光束和所述泵浦激光束辐射到所述打印物体的相同点上。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述打印激光束、泵所述浦激光束和所述飞秒激光束同轴形成。

5.如权利要求1所述的方法，其中利用所述打印物体的表面反射波St引起的第一输出信号和所述打印物体的底部反射波Sr引起的第二输出信号之间的时间差来估算所述打印物体的物理特性。

6.如权利要求5所述的方法，其中所述物理特性包括所述打印物体的打印厚度和弹性模量中的至少一个。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述打印物体的物理特性通过检测在所述打印物体中产生的所述超声波的传播速度的变化来估算。

8.如权利要求7所述的方法，其中检测所述超声波在所述打印物体中产生的传播速度的变化，通过分析由所述超声波引起的输出信号的相位差来进行。

9.如权利要求7所述的方法，其中通过检测所述超声波传播速度的变化来估算的物理特性包括弹性模量和/或残余应力。

10.如权利要求7所述的方法，其中检测所述超声波在所述打印物体中产生的传播速度的变化，通过检测所述超声波的对称模式和非对称模式的到达时间的变化来进行。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述打印物体的缺陷的检测通过检测所述打印物体的裂缝和所述打印物体内部的空洞中的至少一个来进行。

12.如权利要求11所述的方法，其中所述打印物体的缺陷的检测通过检测由所述打印物体中的所述裂缝和所述空洞中的至少一个产生的附加反射波Sr'引起的输出信号来进行。

13.如权利要求1所述的方法，其中通过调整光路长度，辐射到所述凝固区域的所述探测激光束在时间上比所述泵浦激光束延迟，并且辐射到所述凝固区域的所述泵浦激光束是以预定频率调制的信号。

14.如权利要求1所述的方法，其中在所述超声波的产生时，所述泵浦激光束辐射到与所述打印激光束相同的点上，以产生所述超声波。

15.如权利要求1所述的方法，其中在所述超声波的产生时，所述打印激光束作为所述泵浦激光束来产生所述超声波。