光固化3D打印设备监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了光固化3D打印设备监测系统，涉及3D打印技术领域。系统包括：激光器，用于输出激光；激光光路控制单元，用于传输激光，激光用于照射打印工件以固化打印工件；相干调制成像单元，用于接收激光透过已固化的打印工件成型面后形成的衍射图案，根据衍射图案形成图像；主控单元，与相干调制成像单元连接，用于获取图像，根据图像判断打印工件成型面的质量，并根据判断结果发送调制信号；激光调控单元，与主控单元、激光光路控制单元连接，用于根据调制信号调制激光光路控制单元传输的激光。整个监测过程实时进行，可靠性高，使得照射打印工件的入射激光可以自适应调节，满足打印工件的打印需求。

【技术实现步骤摘要】
光固化3D打印设备监测系统
本技术涉及3D打印
，尤其是涉及一种光固化3D打印设备监测系统。
技术介绍
3D打印技术是指通过逐层打印把设计模型转换成三维实体，与传统的机械加工技术相比，3D打印技术简化了工艺流程，降低了生产成本。目前，主要的光固化3D打印技术是立体光刻设备(StereolithographyApparatus，SLA)打印和数字光处理(DigitalLightProcessing，DLP)打印。然而，在打印过程中，树脂纯净度、打印参数以及打印模型结构复杂等因素，可能会造成打印工件的质量不高。
技术实现思路
本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种光固化3D打印设备监测系统，能够对光固化3D打印设备的打印过程进行实时监测，进而提高打印工件的质量。根据本技术实施例的光固化3D打印设备监测系统，包括：激光器，所述激光器用于输出激光；激光光路控制单元，所述激光光路控制单元用于传输所述激光，所述激光用于照射打印工件以固化所述打印工件；相干调制成像单元，所述相干调制成像单元用于接收激光透过已固化的打印工件成型面后形成的衍射图案，和用于根据所述衍射图案形成图像；主控单元，所述主控单元与所述相干调制成像单元连接，用于获取所述图像，和用于根据所述图像判断所述打印工件成型面的质量，并根据判断结果发送调制信号；激光调控单元，所述激光调控单元与所述主控单元、所述激光光路控制单元连接，用于接收来自所述主控单元的调制信号，根据所述调制信号调制所述激光光路控制单元传输的激光。根据本技术实施例的光固化3D打印设备监测系统，至少具有如下有益效果：激光器输出激光，经过激光光路控制单元传输，照射到打印工件上，实现光固化3D打印。相干调制成像单元接收激光透过已固化的打印工件成型面(打印工件成型面为正在打印的层面)后形成的衍射图案，根据衍射图案形成图像，发送至主控单元。主控单元获取图像，根据图像判断打印工件成型面的质量，并根据判断结果发送调制信号。激光调控单元接收调制信号，根据调制信号调制激光光路控制单元传输的激光。整个监测过程实时进行，可靠性高，使得照射打印工件的入射激光可以自适应调节，满足打印工件的打印需求。根据本技术的一些实施例，所述激光光路控制单元包括：耦合组件，所述耦合组件包括：准直器，所述准直器用于将所述激光器输出的激光变成平行光；透镜，所述透镜用于对所述平行光进行会聚；分光镜，所述分光镜用于将会聚后的所述平行光分为入射激光和反馈激光。根据本技术的一些实施例，所述激光光路控制单元还包括：振镜，所述振镜用于接收所述分光镜分出的入射激光，并对所述入射激光进行定位。根据本技术的一些实施例，所述激光光路控制单元还包括：投影镜，所述投影镜用于对定位后的所述入射激光进行会聚，使其焦点对准所述打印工件。根据本技术的一些实施例，所述相干调制成像单元包括相干调制单元和光成像单元，所述相干调制单元与所述光成像单元连接，所述光成像单元与所述主控单元连接；所述光成像单元用于接收所述入射激光透过已固化的打印工件成型面后形成的衍射图案，根据所述衍射图案形成图像；所述相干调制单元用于调制透过已固化的打印工件成型面的激光的相位。根据本技术的一些实施例，所述激光调控单元包括声光调制单元和激光功率计量单元；所述激光功率计量单元与所述主控单元连接，所述激光功率计量单元用于接收所述分光镜分出的反馈激光并计算得到所述反馈激光的功率发送给主控单元，所述主控单元用于所述打印工件成型面的质量判断所述反馈激光的功率是否需要调整，若需要调整则发送调制信号给所述声光调制单元；所述声光调制单元与所述主控单元、所述准直器连接，所述声光调制单元用于根据所述调制信号调制所述准直器输出的平行光的强度。本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。附图说明本技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本技术一实施例提供的光固化3D打印设备监测系统的结构示意图；图2为本技术另一实施例提供的光固化3D打印设备监测系统的结构示意图。附图标记：激光器100、激光光路控制单元200、耦合组件210、准直器211、透镜212、分光镜213、振镜220、投影镜230、打印工件300、相干调制成像单元400、相干调制单元410、光成像单元420、主控单元500、激光调控单元600、声光调制单元610、激光功率计量单元620。具体实施方式下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。在本技术的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属
技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。目前，主要的光固化3D打印技术是立体光刻设备(StereolithographyApparatus，SLA)打印和数字光处理(DigitalLightProcessing，DLP)打印。然而，在打印过程中，树脂纯净度、打印参数以及打印模型结构复杂等因素，可能会造成打印工件错层、分层、弯曲变形等缺陷，质量不高。目前的光固化3D打印设备监测系统主要是通过感应器监测树脂盒用料量和树脂槽的液位高度变化，计算打印工件的实际用料量，对比预期用料量，并以此判断打印过程是否正常。用料差来评估打印质量，缺陷位置、缺陷大小不确定，精度不高。若要求监测的液位高度以及质量差精度高，对传感器灵敏度的要求更高，成本指数上升。目前，利用光学原理实时监测光固化3D打印设备的系统甚少。利用光学监测，精度可达数十微米。通过判断打印工件成型面的质量，优化或修正打印参数(主要是照射打印工件的入射激光的激光功率)，从而制备更高精度的打印工件。基于此，本技术实施例提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光固化3D打印设备监测系统，其特征在于，包括：/n激光器，所述激光器用于输出激光；/n激光光路控制单元，所述激光光路控制单元用于传输所述激光，所述激光用于照射打印工件以固化所述打印工件；/n相干调制成像单元，所述相干调制成像单元用于接收所述激光透过已固化的打印工件成型面后形成的衍射图案，和用于根据所述衍射图案形成图像；/n主控单元，所述主控单元与所述相干调制成像单元连接，用于获取所述图像，和用于根据所述图像判断所述打印工件成型面的质量，并根据判断结果发送调制信号；/n激光调控单元，所述激光调控单元与所述主控单元、所述激光光路控制单元连接，用于接收来自所述主控单元的调制信号，根据所述调制信号调制所述激光光路控制单元传输的激光。/n

【技术特征摘要】
1.一种光固化3D打印设备监测系统，其特征在于，包括：
激光器，所述激光器用于输出激光；
激光光路控制单元，所述激光光路控制单元用于传输所述激光，所述激光用于照射打印工件以固化所述打印工件；
相干调制成像单元，所述相干调制成像单元用于接收所述激光透过已固化的打印工件成型面后形成的衍射图案，和用于根据所述衍射图案形成图像；
主控单元，所述主控单元与所述相干调制成像单元连接，用于获取所述图像，和用于根据所述图像判断所述打印工件成型面的质量，并根据判断结果发送调制信号；
激光调控单元，所述激光调控单元与所述主控单元、所述激光光路控制单元连接，用于接收来自所述主控单元的调制信号，根据所述调制信号调制所述激光光路控制单元传输的激光。


2.根据权利要求1所述的光固化3D打印设备监测系统，其特征在于，所述激光光路控制单元包括：
耦合组件，所述耦合组件包括：
准直器，所述准直器用于将所述激光器输出的激光变成平行光；
透镜，所述透镜用于对所述平行光进行会聚；
分光镜，所述分光镜用于将会聚后的所述平行光分为入射激光和反馈激光，所述入射激光用于照射打印工件，所述反馈激光用于输入至所述激光调控单元以使所述激光调控单元计算所述反馈激光的功率。


3.根据权利要求2所述的光固化3D打印设备监测系统，其特征在于，所述激光光路控制单元还包括：...

【专利技术属性】
技术研发人员：白家鸣，张福才，罗雪，张强强，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：新型
国别省市：广东;44