[發明專利]一種3D打印在線缺陷檢測的多振鏡快速同步掃描裝置

在審

• 申請號: 202110302243.0
• 申請日: 2021-03-22
• 公開（公告）號: CN113030264A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 時云;喬汝旺;王旭琴;鄧文敬;曹曉;袁書現;侯春杰;趙凱;張春杰;郭立杰
• 申請（專利權）人: 上海航天設備制造總廠有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 上海段和段律師事務所 31334
• 代理人: 李佳俊;郭國中

1.一種3D打印在線缺陷檢測的多振鏡快速同步掃描裝置，其特征在于，所述裝置包括：

增材制造加工和檢測接收共享光路系統：實現加工光路和檢測接收光路的配合掃描；

激光超聲激勵光路系統：實現激光超聲的產生，并保證激光超聲檢測和加工幅面(21)重合、檢測焦點(22)和增材制造焦點(22)重合；

控制系統：實現檢測和增材制造工藝的協同控制和打印-檢測-反饋控制；

其中，所述增材制造加工和檢測接收共享光路系統與所述控制系統相連接，所述控制系統與所述激光超聲激勵光路系統相連接。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述增材制造加工和檢測接收共享光路系統包括：打印激光器(1)、打印光纖(2)、打印準直器(3)、合束鏡(4)、干涉拾振器(5)、多模光纖(6)、擴束鏡(7)、雙鍍膜振鏡(8)和雙鍍膜場鏡(9)；

所述打印激光器(1)通過打印光纖(2)和打印準直器(3)相連接，通過打印準直器(3)準直后的光束進入合束鏡(4)，所述干涉拾振器(5)通過多模光纖(6)與擴束鏡(7)相連，光束通過合束鏡(4)反射后進入雙鍍膜場鏡(9)，雙鍍膜場鏡(9)和雙鍍膜振鏡(8)相連接。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述合束鏡(4)采用1064/532nm鏡片,雙鍍膜振鏡(8)采用1064/532nm雙膜，雙鍍膜場鏡(9)采用1064/532nm雙膜。

4.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于，所述增材制造加工光路和檢測接收共享光路系統，光路共享雙鍍膜振鏡(8)和雙鍍膜場鏡(9)。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光超聲激勵光路系統包括激勵激光器(10)、激勵光纖(11)、激勵準直器(12)、動態聚焦鏡(13)、振鏡(14)和場鏡(15)，所述激勵激光器(10)發射出的光束依次經過激勵光纖(11)、激勵準直器(12)和動態聚焦鏡(13)后進入振鏡(14)，振鏡(14)和場鏡(15)相連接。

6.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述激光超聲激勵光路系統傾斜θ角放置，并通過動態聚焦鏡(13)和場鏡(15)疊加的方式增加調焦的范圍，滿足超聲激勵激光掃描區域覆蓋加工幅面(21)、調焦范圍覆蓋傾斜角度的要求，保證激光超聲檢測和加工幅面(21)重合、檢測和增材制造焦點(22)重合。

7.根據權利要求6所述的裝置，其特征在于，所述傾斜θ角為21°。

8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述控制系統包含工控機(16)、加工控制板卡(17)、激勵控制板卡(18)、采集卡(19)、觸摸屏(20)和上位機軟件；

所述加工控制板卡(17)、激勵控制板卡(18)和采集卡(19)均安裝于工控機(16)當中，所述上位機軟件也安裝于工控機(16)中，并在觸摸屏(20)上顯示，通過協同控制加工控制板卡(17)、激勵控制板卡(18)和采集卡(19)。

9.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述加工控制板卡(17)和打印激光器(1)、雙鍍膜振鏡(8)分別連接，所述激勵控制板卡(18)和激勵激光器(10)、動態聚焦鏡(13)、振鏡(14)分別連接，所述采集卡(19)和干涉拾振器(5)相連接。

10.根據權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述上位機軟件包括基于激光超聲的增材制造在線檢測控制策略與激勵點和接收點掃描軌跡策略。