[实用新型]一种3D打印机成型表面温度检测装置

说明书

一种3D打印机成型表面温度检测装置，包括有激光3D增材制造平台，激光3D增材制造平台上方设有STM32数据采集通讯系统；STM32数据采集通讯系统通过TTL电路串行通信线与树莓派平台相连；树莓派平台通过HDMI高清多媒体接口线与液晶显示屏相连；可对正在加工的成型制品的表面温度实时检测，采用红外成像仪检测成型制品的表面温度，利用树莓派通过液晶显示屏进行显示；作为外加的检测装置，本装置在温度检测过程中具有完全不影响原激光3D打印机正常工作的特点；具有实时性好、体积小、易对接、容易操作的优点。

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机成型表面温度检测装置。

背景技术

现如今，逐层堆积的材料叠加增材制造技术在我过国防、航天、航空、商业等众多领域中都有广泛应用，增材制造技术也称为3D打印技术，作为近几年备受关注的热点之一，增材制造已经被越来越广泛地应用在实际生产中。经过长时间的研发,增材制造技术在设备、工艺和材料方面都有了长足的进步和发展。增材制造技术具有成型速度快、数字化、智能化程度高等特点。而金属增材制造作为3D打印体系中最前沿和最有潜力的技术，拥有广阔的发展前景。

激光增材制造技术分为两种工艺，粉末激光烧结成型技术、粉末热熔敷成型技术。其核心都是通过激光产生的高温将金属粉末熔化，经过冷凝实现的逐层堆积的材料叠加增材制造技术。因此，温度在工件加工过程中对成型制品成型精度会产生影响,并会影响原料性能、制品收缩率以及翘曲率，进而影响工件精度，若温度偏差较大，还有造成工件沙眼、粗糙降低成品率，甚至导致工件的强度降低、断裂等事故。而现有的温度检测装置多是基于温度传感器的单点温度检测，或者采用在线采集离线测量的温度检测方法，因此对成型制品在加工过程中的温度检测是如今3D打印技术面临的重要问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种3D 打印机成型表面温度检测装置，可以在工件成型过程中实时检测工件表面的温度梯度变化。由于温度的检测存在大滞后的特点，利用温度传感器检测温度具有较大的滞后性，且温度传感器只能对单点进行检测，随着激光增材制造成型的发展，激光成型的速度越来越快，因此本装置采用热成像原理，进行温度检测。

作为3D打印机的激光成型系统外加的表面温度检测装置，需要在不影响原激光3D打印机的工作过程的情况下进行表面温度检测，因此本专利采用3代树莓派作为开发平台，由于树莓派体积小、处理能力强，拥有USB接口、以太网以及HDMI接口，可以接入丰富的外部设备。因此，温度检测过程可以与工件加工过程相分离，互不干扰，但可以实时检测工件表面的温度。本装置在温度检测过程中具有完全不影响原激光3D打印机正常工作的特点。本检测装置具有实时性好、体积小、易对接、容易操作的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种3D打印机成型表面温度检测装置，包括有激光3D增材制造平台，激光3D增材制造平台上方设有STM32数据采集通讯系统；STM32数据采集通讯系统通过TTL电路串行通信线与树莓派平台相连；树莓派平台通过HDMI高清多媒体接口线与液晶显示屏相连。

所述的STM32数据采集通讯系统采用红外传感器阵列传感器以及集成；红外传感器阵列传感器采用型号为MLX90640的传感器。

所述的激光3D增材制造平台用于放置增材制造工件2。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

由于本实用新型采用了图像采集系统，利用高分辨率红外传感器阵列MLX90640作为温度检测传感器通过I2C通信，利用STM32单片机进行对MLX90640进行数据采集控制与数据通信，通过TTL电平与树莓派进行串行通信，在树莓派中实现接收STM32采集到的MLX90640 图像；所以具有实时采集加工工件的表面热力图像、形成模块化、易对接的优点。