[发明专利]基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统及方法

权利要求书

1.一种基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于，包括：

成型光路系统(1)，成型光路系统(1)包括激光器(11)，激光器(11)的射出光路上设有第一分束镜(12)，第一分束镜(12)用于将由激光器(11)射出的激光束分离成反射激光束和透射激光束，第一分束镜(12)的透射光路上设有用于检测激光信号的第一光电传感器(13)，第一分束镜(12)的反射光路上设有振镜系统(14)，振镜系统(14)的反射光路上设有打印工作台(15)，由打印工作台(15)发出的辐射光通过振镜系统(14)返回至第一分束镜(12)；

熔池检测系统(2)，熔池检测系统(2)包括准直透镜(21)，准直透镜(21)布置于第一分束镜(12)背向振镜系统(14)的一侧以将透射于第一分束镜(12)的辐射光变成平行辐射光束，准直透镜(21)的射出光路上设有第二分束镜(22)，第二分束镜(22)用于将平行辐射光束分离成反射辐射光束和透射辐射光束，第二分束镜(22)的反射光路上设有用于检测近红外信号的第二光电传感器(23)，第二分束镜(22)的透射光路上设有用于检测红外热辐射信号的第三光电传感器(24)。

2.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述成型光路系统(1)还包括动态聚焦镜(16)，动态聚焦镜(16)设于第一分束镜(12)的射出光路上并且位于第一分束镜(12)和振镜系统(14)之间。

3.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述成型光路系统(1)还包括光学保护镜(17)，光学保护镜(17)设于振镜系统(14)的反射光路上并且位于振镜系统(14)和打印工作台(15)之间。

4.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述熔池检测系统(2)还包括第一聚焦镜(25)，第一聚焦镜(25)设于第二分束镜(22)的反射光路上并且位于第二分束镜(22)和第二光电传感器(23)之间。

5.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述熔池检测系统(2)还包括反射镜(26)，反射镜(26)设于第二分束镜(22)的反射光路上并且所述第三光电传感器(24)设于反射镜(26)的反射光路上。

6.根据权利要求5所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述熔池检测系统(2)还包括第二聚焦镜(27)，第二聚焦镜(27)设于反射镜(26)的反射光路上并且位于反射镜(26)和第三光电传感器(24)之间。

7.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统还包括电信号数据采集模块和数据分析模块，电信号数据采集模块分别与第一光电传感器(13)、第二光电传感器(23)以及第三光电传感器(24)通信连接，数据分析模块与电信号数据采集模块通信连接。

8.根据权利要求1所述的基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统，其特征在于：所述第一光电传感器(13)用于接收波长为1050nm-1080nm的激光信号，所述第二光电传感器(23)用于接收波长为700nm-1050nm的近红外信号，所述第三光电传感器(24)用于接收波长为1080nm-1700nm的红外热辐射信号。

9.一种采用如权利要求1至权利要求8任一项所述基于选区激光熔融技术的多信号多波段监控系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：

使激光器(11)射出激光束，激光束通过第一分束镜(12)分离成透射激光束和反射激光束，透射激光束射向第一光电传感器(13)，反射激光束通过振镜系统(14)对打印工作台(15)的粉床进行烧灼，反映熔池状态的辐射光依次通过振镜系统(14)、第一分束镜(12)以及准直透镜(21)返回至第二分束镜(22)，辐射光通过第二分束镜(22)分离成反射辐射光束和透射辐射光束，反射辐射光束射向第二光电传感器(23)，透射辐射光束射向第三光电传感器(24)；

实时获取由第一光电传感器(13)产生的第一感应电流、由第二光电传感器(23)产生的第二感应电流以及由第三光电传感器(24)产生的第三感应电流，将第一感应电流、第二感应电流以及第三感应电流转化成与当前打印层相对应的数字信号组，数字信号组用于反馈激光器(11)的工作信息和熔池的状态信息；

实时将数字信号组合成并显示熔池图像。