[发明专利]用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统及方法

说明书

本发明提供一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统及方法，实时监测和回溯系统包括：用于获取激光扫描图像的图像获取装置；参数采集系统，包括实时采集光固化成型过程中所需参数的多个采集装置，每个采集装置对应采集一种所需参数；图像与参数分析系统，分别与所述图像获取装置、所有采集装置相连，图像与参数分析系统对图像获取装置获取的激光扫描图像、参数采集系统获取的实时参数值进行存储和分析。本发明可以在做件的过程中及时发现问题，暂停做件，还可以实现零件形成后，进行做件过程的信息回溯，进行后期分析处理。

技术领域

本发明涉及光固化成型技术领域，特别是涉及一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统及方法。

背景技术

3D打印(也称增材)制造技术，是由CAD数字模型驱动且通过特定材料采用逐层累积方式制作三维物理模型的先进制造技术。3D打印技术有多种工艺，其中顶投影SLA(光固化快速成型)是其中的典型，其制造的基本过程是：首先，通过CAD设计出三维实体模型，利用离散程序将模型进行切片处理，设计扫描路径，产生的数据将精确控制激光扫描器和升降台的运动；其次，激光光束通过数控装置控制的激光扫描器，按设计的扫描路径照射到液态光敏树脂表面，使表面特定区域内的一层树脂固化，当一层加工完毕后，就生成零件的一个截面；然后，升降台下降一层距离，刮刀涂覆系统在固化层上覆盖另一层液态树脂，再进行第二层扫描，第二固化层牢固地粘结在前一固化层上，多次累积逐层叠加，直至制作出整个实体造型。

然而，通常在打印过程中，可能会出现一些意外的问题，因未被及时发现而造成做件失败，或者在做件完成之后，零件质量出现问题，而无法追溯出现问题的地方在哪里，这就对后续的生产造成隐患，造成成本浪费。目前，一般采用CCD相机实时监测相应层的光路扫描，将获得的图像进行处理之后与期望的零件轮廓进行比较，验证尺寸、扫描路径等是否正常。但是采用现有技术获得的图像畸变较大，处理后还原出来的图像与预期有差距，因此发生漏判和误判，且在硬件部分没有参数记录功能，当零件质量欠佳的时候，无法追溯各参数记录，如液位、激光功率、Z基板位置、环境温湿度、树脂温度等，不能定位状态变化的具体位置。

因此，需要一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统及方法，可以实时监测做件过程并且可回溯做件过程中各参数值。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统及方法，用于解决现有技术中光固化成型过程不可实时监测也不可回溯的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统，所述实时监测和回溯系统包括：

用于获取激光扫描图像的图像获取装置；

参数采集系统，包括实时采集光固化成型过程中所需参数的多个采集装置，每个采集装置对应采集一种所需参数；

图像与参数分析系统，分别与所述图像获取装置和参数采集系统中的所有采集装置相连，所述图像与参数分析系统用于对所述图像获取装置获取的激光扫描图像、以及所述参数采集系统采集的实时参数值进行存储和分析。

优选的，所述图像获取装置的图像采集光路与激光扫描过程中的激光传输路径同轴设置。

优选的，所述图像获取装置的图像采集光路经为：扫描打印面上的激光扫描图像经振镜反射后，再经半透半反镜反射后到达图像获取装置。

优选的，所述所需参数包括：树脂的液位高度值、激光器的激光功率值、用于扫描做件的成型工作平台的高度位置、树脂温度值。

本发明提供一种用于光固化成型过程中的实时监测和回溯方法，所述实时监测和回溯方法采用上述的用于光固化成型过程中的实时监测和回溯系统，包括以下步骤：

1)设定3D打印过程中各所需参数的预设阈值范围，以及设定所要打印零件的预设图像；