[发明专利]一种用于实时检测3D打印件脱层的方法和装置

说明书

本发明公开了一种用于实时检测3D打印件脱层的方法和装置，属于超声无损检测技术领域。本方法首先将超声检测装置中的超声波发射探头和超声波接收探头固定在打印件基板上，保证3D打印件底层的预设中心位置、超声波发射探头和超声波接收探头三者处于一条直线上；打印开始后，确定底层打印为正常的粘结状态后，开启超声检测装置获取底层的超声信号作为参考信号。在后续打印过程中，记录当前打印层中超声波接收探头采集到的当前数据作为待检测信号，实时分析待检测信号与参考信号之间的相关性，获得当前打印层与底层之间相关系数，根据每一层与底层之间相关系数绘制相关性系数图；根据相关性系数图的趋势判断是否脱层。

技术领域

本发明涉及超声无损检测技术领域，具体涉及一种用于实时检测3D打印件脱层的方法和装置。

背景技术

3D打印是一种快速成型技术，主要运用金属或者塑料等材料。打印机与计算机端通讯连接后，通过计算机控制可以把打印丝材一层层叠加起来，最终将计算机中的数字模型变成实物。由于打印喷头是基于G代码文件扫描形成一个零件的每一层，这种传统的打印方法缺乏适当的校准，精度差，在不可预测的环境因素下容易给打印件引入错误，导致尺寸不正确、层之间键合失败、热翘曲或卷曲等问题。

其中脱层是在3D打印中的一种常见的故障，尤其影响大尺寸打印件。脱层主要是因为随着打印高度的增加，物体内部的残余应力不断累积、变化，产生形变造成；且当堆栈与打印头一起运动时会存在系统谐振。这些都使得基座与打印件第一层之间成为最虚弱的连接，易出现脱层问题。

因此，需要寻找一种检测3D打印件是否脱层的方法，避免脱层后不必要的时间和材料消耗，从而提高3D打印件的质量和效率。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提出了一种用于实时检测3D打印件脱层的方法和装置。首先将超声检测装置中的超声波发射探头和超声波接收探头固定在打印件基板上，保证3D打印件底层的预设中心位置、超声波发射探头和超声波接收探头三者处于一条直线上；打印开始后，确定底层打印为正常的粘结状态后，开启超声检测装置获取底层的超声信号作为参考信号。在后续打印过程中，记录当前打印层中超声波接收探头采集到的当前数据作为待检测信号，实时分析待检测信号与参考信号之间的相关性，获得当前打印层与底层之间相关系数，根据每一层与底层之间相关系数绘制相关性系数图；根据相关性系数图的趋势判断是否脱层。本发明的方法能够实施监测打印状态，一旦脱层即可立即停止打印，节省材料，提高了打印效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一个目的在于提供一种用于实时检测3D打印件脱层的方法，包括以下步骤：

S1：根据待检测3D打印件的预设形状，将超声检测装置中的超声波发射探头和超声波接收探头固定在打印件基板上，保证3D打印件底层的预设中心位置、超声波发射探头和超声波接收探头三者处于一条直线上；

S2：开启3D打印，待底层打印完毕后，首先确认底层与打印基板之间的打印状态；

若为粘结状态，则开启超声检测装置，超声波发射探头将发射超声波信号，由超声波接收探头接收后显示在示波器上，并记录超声波接收探头采集到的数据作为参考信号；

若为脱层状态，则调整打印参数后重新开始步骤S2；

S3：3D打印过程继续进行，3D打印喷头将待检测3D打印件按照预设形状和程序逐层打印，超声检测装置一直处于开启状态；

在当前打印层的打印过程中，记录当前打印层中超声波接收探头采集到的当前数据作为待检测信号，实时分析待检测信号与参考信号之间的相关性，获得当前打印层与底层之间相关系数，根据每一层与底层之间相关系数绘制相关性系数图；