[发明专利]在增材制造过程中实时监控零件形状的方法

权利要求书

1.一种在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，包括步骤：

S1，提供用于打印零件的加工区域(1)，加工区域(1)包括加工平台(11)和套设于加工平台(11)外部的透明防护罩(12)；

S2，在加工区域(1)外部设置三维激光扫描处理系统(2)，其中，三维激光扫描处理系统(2)包括激光扫描仪(21)、通信连接于激光扫描仪(21)的数据处理器以及安装数据处理器的计算机(22)；

S3，在加工平台(11)的上表面以及透明防护罩(12)在周向上相邻的两个内侧面上布置反光标记物(3)并对反光标记物(3)的布置形式进行校准；

S4，采用激光熔敷喷头(5)在加工平台(11)上开始逐层打印零件，在各层零件的打印过程中，采用激光扫描仪(21)实时对已打印零件(4)的各个表面进行扫描并获得已打印零件(4)的各个表面的点云数据以及各反光标记物(3)的空间位置信息；

S5，数据处理器基于对应的反光标记物(3)的空间位置信息对已打印零件(4)的各个表面的点云数据进行坐标归一化和消除冗余数据处理，从而将所有的点云数据拼接到一起并在计算机(22)中实时呈现出已打印零件(4)的三维实体模型；以及

S6，观察并分析计算机(22)中实时呈现出的已打印零件(4)的三维实体模型的当前形状。

2.根据权利要求1所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，在步骤S3中，包括步骤：

S31，在加工平台(11)的上表面以及透明防护罩(12)的内侧面上布置反光标记物(3)并将测试试样置于加工平台(11)上；

S32，采用激光扫描仪(21)对测试试样进行扫描并获得测试试样的各个表面的点云数据以及各反光标记物(3)的空间位置信息；

S34，数据处理器基于对应的反光标记物(3)的空间位置信息对测试试样的各个表面的点云数据进行拼接计算以在计算机(22)中呈现出测试试样的三维实体模型；

S35，基于计算机(22)中呈现出的测试试样的三维实体模型的质量调整反光标记物(3)的布置形式；以及

S36，移走测试试样。

3.根据权利要求1所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，激光扫描仪(21)包括激光发射器(211)和两个工业相机(212)。

4.根据权利要求3所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，各工业相机(212)为CCD相机或CMOS相机。

5.根据权利要求1所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，各反光标记物(3)由反光材料制成。

6.根据权利要求1所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，反光标记物(3)粘贴于在加工平台(11)的上表面以及透明防护罩(12)的内侧面上。

7.根据权利要求1所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，还包括步骤：

S7，建立理想的预打印零件(6)的三维实体模型；以及

S8，采用逆向校核软件计算出已打印零件(4)的三维实体模型与预打印零件(6)的三维实体模型之间的尺寸偏差。

8.根据权利要求7所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，在步骤S8中，包括步骤：

S71，将已打印零件(4)的三维实体模型和预打印零件(6)的三维实体模型导入逆向校核软件中；

S72，在逆向校核软件中，将已打印零件(4)的三维实体模型与预打印零件(6)的三维实体模型在同一坐标系下进行匹配以使已打印零件(4)的三维实体模型与预打印零件(6)的三维实体模型重合；以及

S73，逆向校核软件计算并给出已打印零件(4)的三维实体模型与预打印零件(6)的三维实体模型之间的尺寸偏差。

9.根据权利要求7所述的在增材制造过程中实时监控零件形状的方法，其特征在于，还包括步骤：S9，调整增材制造技术所使用的工艺参数并继续打印零件。