一种SLM的光信息采集装置及3D打印机的制作方法

本技术涉及3d打印技术，特别是一种slm的光信息采集装置及3d打印机。

背景技术：

1、激光选区熔融3d打印机(slm)是使用金属粉末采用激光束进行选择性熔化得到成型件的过程，需要将粉末逐层铺平后再进行熔化，打印过程需要较长的时间。

2、激光束对金属粉末熔化的时候会形成熔池，熔池是加工成型过程中的最小基本单元，熔池特征的稳定性影响整个加工过程乃至最终成型部件组织性能稳定，而工艺参数(激光功率)和熔池温度等均能影响熔池特征。现有的3d打印机监测组件只能对熔池温度进行监测，不能对激光功率进行实时监测，影响成型件的质量。

技术实现思路

1、本实用新型的目的就是提供一种slm的光信息采集装置及3d打印机，对打印熔池温度和激光功率进行实时监测，保证成型件的质量。

2、为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。

3、一种slm的光信息采集装置，包括准直器安装座、准直器、激光光纤头、二向色镜和第一分光镜，所述准直器安装座整体呈t形三通结构，所述准直器连接在所述准直器安装座的水平段的一端，所述二向色镜安装在所述准直器安装座三通的交汇处，所述准直器安装座的水平段另一端用于与熔融系统连接，所述第一分光镜安装在准直器安装座三通的竖直段的自由端，所述激光光纤头连接在所述准直器远离准直器安装座的一端，所述第一分光镜的光路水平方向和竖直方向均分别连接有对应的可见光特定波长检测构件。

4、采用前述技术方案的本实用新型，通过将准直器安装座整体呈t形三通结构，并将准直器连接在所述准直器安装座的水平段的一端，二向色镜安装在准直器安装座三通的交汇处，激光光纤头连接在所述准直器远离准直器安装座的一端，还将准直器安装座的水平段另一端用于与熔融系统连接，便于激光光纤头的光束经过准直器后形成的高斯光束进入熔融系统，对打印平面上的金属粉末进行熔化。还将第一分光镜安装在准直器安装座三通的竖直段的自由端，并在分光镜的光路水平方向和竖直方向均分别连接有对应的可见光特定波长检测构件，便于熔融系统中振镜的偏转镜片接收到熔池反射的光束，并通过偏转镜片将光束反射给二向色镜，二向色镜再将光束反射给分光镜，光束通过第一分光镜分成竖直方向特定波长光束和水平方向特定波长的光束。竖直方向特定波长光束和水平方向特定波长的光束分别进入到对应的可见光特定波长检测构件内，通过可见光特定波长检测构件检测对应的特定波长的光谱曲线，通过检测两特定波长实现对打印熔池温度和激光功率进行实时监测，进而检测熔池特征的稳定性，保证成型件的质量。

5、优选的，所述二向色镜包括二向色镜片，所述二向色镜片呈45°设置，所述二向色镜片的透过光束朝向熔融系统，反射光束朝向分光镜；所述第一分光镜包括第一分光镜片，所述第一分光镜安装在第一分光镜安装座内，所述第一分光镜安装座整体呈t形三通结构，并连接在准直器安装座的竖直段的自由端，所述第一分光镜安装座的水平段通道与所述准直器安装座的竖直段通道同轴，所述第一分光镜位于所述第一分光镜安装座三通的交汇处，所述第一分光镜片呈45°设置，并与二向色镜片相平行。

6、这样，将二向色镜片呈45°设置，并将二向色镜片的透射面朝向熔融系统，反射面朝向第一分光镜，便于熔池光束通过熔融系统反射给二向色镜片，二向色镜片再反射给分光镜。还通过设置三通结构的分光镜安装座，并将第一分光镜安装座连接在准直器安装座的竖直段的自由端，第一分光镜安装座的水平段通道与所述准直器安装座的竖直段通道同轴，便于位于第一分光镜安装座三通的交汇处的第一分光镜，接收到来自二向色镜片反射的光束。

7、优选的，所述第二分光镜包括第二分光镜片，所述第二分光镜安装在第二分光镜安装座内，所述第二分光镜安装座整体呈t形三通结构，并连接在第一分光镜安装座水平段的自由端，所述第二分光镜安装座的水平段通道与第一分光镜安装座水平段通道同轴，所述第二分光镜位于所述第二分光镜安装座三通的交汇处，所述第二分光镜片呈45°设置，并与第一分光镜片相平行。

8、通过设置三通结构的第二分光镜安装座，并将第二分光镜安装座连接在第一分光镜安装座水平段的自由端，第二分光镜安装座的水平段通道与第一分光镜安装座水平段通道同轴，便于位于第二分光镜安装座三通的交汇处的第二分光镜，接收到来自第一分光镜片反射的光束。

9、优选的，所述可见光竖直特定波长检测构件包括第一镜筒、第一保护壳、第一带通滤光片和第一光电检测器，所述第一保护壳通过第一转接法兰盘连接在所述第一分光镜安装座的竖直端，第一光电检测器安装在所述第一保护壳内，所述第一带通滤光片安装在第一镜筒内，所述第一镜筒安装在第一分光镜安装座竖直端的通道口。

10、这样，第一镜筒通过第一转接法兰盘连接在第一分光镜安装座的竖直端，并将第一光电检测器安装在第一镜筒内，还将第一带通滤光片安装在第一分光镜安装座的竖直端的通道口，再通过第一光电检测器将光信号转化为电信号,便于得到竖直方向监测的特定波长光谱曲线并进行输出分析。

11、优选的，所述可见光水平特定波长检测构件包括第二镜筒、第二保护壳、第二带通滤光片和第二光电检测器，所述第二保护壳通过第二转接法兰盘连接在第二分光镜安装座的水平段远离第一分光镜安装座的一端，第二光电检测器安装在所述第二保护壳内，所述第二带通滤光片安装在第二镜筒内，所述第二镜筒安装在第二分光镜安装座连接有第二转接法兰盘的通道口。

12、这样，第二保护壳通过第二转接法兰盘连接在第二分光镜安装座的水平段远离第一分光镜安装座的一端，并将第二光电检测器安装在第二保护壳内，还将第二带通滤光片安装在第二分光镜安装座连接第二转接法兰盘的通道口，再通过第二光电检测器将光信号转化为电信号,便于得到水平方向监测的特定波长光谱曲线并进行输出分析。

13、优选的，所述第一光电检测器与检测仪电连接，通过所述第一光电检测器将可见光特定波长的光信号转换成电信号，所述特定波长的范围值为600-700nm波段，通过600-700nm波段监测熔池温度；第二光电检测器与检测仪电连接，通过第二光电检测器将可见光特定波长的光信号转换成电信号，特定波长的范围值为450-550nm波段，通过450-550nm波段监测激光功率。

14、这样，第一光电检测器可以检测600-700nm波段来监测熔池温度，第二光电检测器可以检测600-700nm波段来监测熔池温度。

15、优选的，所述熔融系统包括动态聚焦系统和振镜，所述动态聚焦系统连接在所述准直器安装座的水平段远离准直器的一端，所述振镜连接在所述动态聚焦系统远离准直器安装座的一端。

16、这样，便于准直器发射的高斯光束在动态聚焦系统的作用下将激光光束聚焦，还通过振镜自身的镜片偏转到打印平面，对打印平面上的金属粉末进行融化成型。

17、优选的，沿所述第一分光镜的光路水平方向连接有第二分光镜，所述可见光竖直特定波长检测构件连接在第一分光镜光路的竖直方向，所述可见光水平特定波长检测构件连接在第二分光镜光路的水平方向，所述第二分光镜光路的竖直方向连接有熔池图像成形构件。

18、这样，在第一分光镜的光路水平方向连接有第二分光镜，将可见光水平特定波长检测构件连接在第二分光镜光路的水平方向，第二分光镜光路的竖直方向连接有熔池图像成形构件，通过熔池图像成形构件检测第二分光镜光路的竖直方向光束，获得熔池熔化区域的实时图像。

19、优选的，所述熔池图像成形构件包括第三镜筒、相机安装壳体、第三带通滤光片和相机，所述相机安装壳体通过第三转接法兰盘连接在第二分光镜安装座的竖直端，所述相机安装在所述相机安装壳体上，所述第三带通滤光片安装在第三镜筒内，所述第三镜筒安装在第二分光镜安装座竖直段的通道口。

20、这样，相机安装壳体通过第三转接法兰盘连接在第二分光镜安装座的竖直端，并将相机安装在第二保护壳内对相机进行防护，还将第三带通滤光片安装在第二分光镜安装座竖直端的通道口，便于相机通过光电效应形成熔池实时图像。

21、本实用新型的实施例还提供了一种3d打印机，包括上述slm的光信息采集装置。

22、本实用新型的有益效果是，通过将准直器安装座整体呈t形三通结构，并将准直器连接在所述准直器安装座的水平段的一端，二向色镜安装在准直器安装座三通的交汇处，激光光纤头连接在所述准直器远离准直器安装座的一端，还将准直器安装座的水平段另一端用于与熔融系统连接，便于激光光纤头的光束经过准直器后形成的高斯光束进入熔融系统，对打印平面上的金属粉末进行熔化。还将第一分光镜安装在准直器安装座三通的竖直段的自由端，并在第一分光镜的光路竖直方向连接有可见光竖直特定波长检测构件，第二分光镜光路的水平方向连接有可见光水平特定波长检测构件，便于熔融系统中振镜的偏转镜片接收到熔池反射的光束，并通过偏转镜片将光束反射给二向色镜，二向色镜再将光束反射给第一分光镜，光束通过第一分光镜分成竖直方向的特定波长的光束和水平方向的特定波长的光束。竖直方向特定波长的光束进入到对应的可见光竖直特定波长检测构件内，水平方向特定波长的光束通过第二分光镜分成竖直方向光束和水平方向特定波长的光束，使水平方向特定波长的光束和竖直方向的光束分别进入可见光水平特定波长检测构件和熔池图像成形构件，通过可见光竖直特定波长检测构件和可见光水平特定波长检测构件分别监测在600-700nm的特定波段来监测熔池温度，在450-550nm的特定波段来监测激光功率，通过检测两特定波长实现对打印熔池温度和激光功率进行实时监测，保证成型件的质量。还通过熔池图像成形构件检测第二分光镜光路的竖直方向光束，获得熔池处熔化区域的实时图像，进一步提高对成型件质量的有效监测，保证成型件的质量。