[实用新型]增材制造监测系统及电子束选区熔化增材制造设备

说明书

本实用新型提供了一种增材制造监测系统及电子束选区熔化增材制造设备，涉及增材制造技术领域。增材制造监测系统包括图像采集装置、照明装置和转盘。转盘连接于真空室，转盘上开设有间隔的第一通孔和第二通孔，第一通孔开设于转盘的中心。电子束穿过第一通孔照射在预设区域。转盘相对真空室转动以使第二通孔对应照明装置或图像采集装置，照明光能穿过第二通孔照射在预设区域，图像采集装置用于透过第二通孔采集预设区域的图像。本实用新型还提供了一种电子束选区熔化增材制造设备。本实用新型提供的增材制造监测系统及电子束选区熔化增材制造设备能有效的保护观测镜头不被金属蒸气污染，可长时间实时监测增材制造过程，且能降低维护成本。

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，具体而言，涉及一种增材制造监测系统及电子束选区熔化增材制造设备。

背景技术

增材制造是融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件和数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积、直接制造出实体物品的制造技术。电子束选区熔化增材制造是指利用电子束作为热源的粉床增材制造技术，具有能量利用率高、无反射、功率密度高、扫描速度快，真空环境无污染等优点，适用于钛合金、钛铝基合金等难熔、高性能金属材料的成形制造。由于电子束选区熔化增材制造需要层层铺粉，就需要对铺粉质量进行实时的监测，从而避免影响成形质量。例如铺粉刮刀损坏，会导致铺粉不均匀，直接影响下一层的成形质量。而电子束选区熔化增材制造一个零件往往需要持续工作几个到几十个小时，会因为金属熔化带来大量的金属蒸气，污染光学观察镜头，导致难以完成对整个零件制造过程的实时监测。

目前用于电子束选区熔化增材制造过程的在线监测技术有：CCD工业相机至于真空室上，在相机镜头前加胶卷一样的透明防护薄膜，电机可带动透明薄膜转动，将被金属蒸气污染的薄膜转走，同时展开新的防护薄膜在镜头前。这种方式的缺点是需定期更换薄膜胶卷，每卷薄膜可工作40小时左右，且耐高温透明薄膜成本较高。同时此类观察装置光源来自于电子枪灯丝加热后的光斑照明，缺点是在不启动电子枪时无法观测。常用的观察系统还有利用反光镜片及CCD相机组合实现，将反光镜置于电子枪内部电子束轴线旁，与水平面成45度夹角，相机水平安装于电子枪体外部正对反光镜位置，通过反光镜实现对加工区域的观察。由于反光镜置于束流加工区域正上方，所以极其容易被金属蒸气所污染，对反光镜防金属蒸气污染的保护方法是加气动或者电动的挡板于反光镜下方，在加工之前校对束流位置时，打开挡板，观察有效，当电子束处于加工过程中时，挡板闭合，遮挡住反光镜光路，避免金属蒸气污染镜片。这种观察系统的缺点是无法实时对整个加工过程进行观测。

实用新型内容

本实用新型的目的包括，提供了一种增材制造监测系统，其能有效的保护观测镜头不被金属蒸气污染，且连续工作时间长，并且能降低维护成本。

本实用新型的目的还包括，提供了一种电子束选区熔化增材制造设备，其采用上述增材制造监测系统，能够有效的保护观测镜头不被金属蒸气污染，长时间清晰观测，能降低维护成本。

本实用新型的实施例可以这样实现：

本实用新型的实施例提供了一种增材制造监测系统，应用于电子束选区熔化增材制造设备，所述电子束增材制造设备包括电子束枪、真空室和工作台，所述真空室内设有容置空间，所述工作台设置在所述容置空间底部，所述电子束枪安装于所述真空室，且用于向所述工作台上的预设区域发出电子束。

所述增材制造监测系统包括图像采集装置、照明装置和转盘。

所述图像采集装置和所述照明装置均安装于所述真空室。

所述转盘连接于所述真空室，所述转盘上开设有第一通孔和第二通孔，所述第一通孔开设于所述转盘的转动中心，所述第二通孔与所述第一通孔间隔设置。

所述第一通孔与所述电子束枪同轴设置，且所述电子束能穿过所述第一通孔照射在所述预设区域。