CN109613028A - 3d打印特征编码与检测方法、系统及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种3D打印特征编码与检测方法、系统及介质，其特征在于，包括：特征码打印步骤：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；特征码检测步骤：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；结果分析步骤：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。本发明采用3D打印形式进行信息标示无法在不破坏零部件的情况下进行篡改。本发明使用X射线可有效检测出3D打印至产品内部的特征编码。

Description

3D打印特征编码与检测方法、系统及介质
技术领域
本发明涉及无损检测技术与激光成型技术领域，具体地，涉及3D打印特征编码与检测方法、系统及介质。
背景技术
3D打印件主要是使用激光选区熔化技术或激光选区烧结技术将材料粉末堆积形成目标零部件的过程。目前已经研制成功了复杂薄壁、内流道、空间异形等高难度零件，已经在医疗、机械、电子、航空航天等行业得以应用。
目前，业内对3D打印零件溯源与产品信息标示工作通常采用表面激光打标等方式，存在诸多缺陷：1、表面标示容易篡改；2、表面标示容易在后续加工中去除或磨损；3、如果在后续进行标示转移存在错误的可能；4、相关信息保密性差。而在不影响零件性能的前提下，在3D打印件内部打印含有产品信息的特征编码(如二维码)，在产品表面无法观测，而使用下文所述设备和方法可以获取其信息。
目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种3D打印特征编码与检测方法、系统及介质。
根据本发明提供的3D打印特征编码与检测方法，包括：
特征码打印步骤：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；
特征码检测步骤：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析步骤：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
优选地，所述特征码打印步骤：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的零部件表面与周围的零部件表面相同。
优选地，所述特征码检测步骤：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
优选地，所述结果分析步骤：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
根据本发明提供的一种3D打印特征编码与检测系统，包括：
特征码打印模块：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；
特征码检测模块：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析模块：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
优选地，所述特征码打印模块：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的表面与周围表面状态一致。
优选地，所述特征码检测模块：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，其中存在特征编码位置的衰减系数与其它位置存在差异，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
优选地，所述结果分析模块：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的3D打印特征编码与检测方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明采用3D打印形式进行信息标示无法在不破坏零部件的情况下进行篡改。
2、本发明使用X射线可有效检测出3D打印至产品内部的特征编码。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明提供的3D打印特征编码与检测系统的结构示意图；
图2为本发明提供的3D打印特征编码与检测的流程示意图。
图中示出：
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
如图2所示，根据本发明提供的3D打印特征编码与检测方法，包括：
特征码打印步骤：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；进一步地，特征编码生成用计算机对3D打印件产品相关信息进行整合处理，形成特征编码；更进一步地，，3D打印件产品相关信息包括：材料、编号、零件名称。
特征码检测步骤：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析步骤：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
具体地，所述特征码打印步骤：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的零部件表面与周围的零部件表面相同。进一步地，所述3D打印机为金属激光选区熔化成形设备，其成像尺寸≥1*1*1mm，成型效率≥1mm3/s，成型零件表面粗糙度为Ra5～20，适合打印金属包括但不限于不锈钢、模具钢、高温合金、钛合金，通过软件控制3D打印机的工作，实现特征信息编码在零部件内部的打印。
具体地，所述特征码检测步骤：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；进一步地，存在特征编码位置的衰减系数与其它位置存在差异。
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
具体地，所述结果分析步骤：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
本发明提供的3D打印特征编码与检测系统，可以通过本发明给的3D打印特征编码与检测方法的步骤流程实现。本领域技术人员可以将所述3D打印特征编码与检测方法，理解为所述3D打印特征编码与检测系统的一个优选例。
如图1所示，根据本发明提供的一种3D打印特征编码与检测系统，包括：
特征码打印模块：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；
特征码检测模块：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析模块：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
具体地，所述特征码打印模块：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的表面与周围表面状态一致。
具体地，所述特征码检测模块：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，其中存在特征编码位置的衰减系数与其它位置存在差异，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
具体地，所述结果分析模块：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项所述的3D打印特征编码与检测方法的步骤。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
下面通过优选例，对本发明进行更为具体地说明。
实施例1：
选用支架零件为例，其3D打印特征编码与检测的过程为：
1、如图1，放置在3D打印机1上，3D打印机1连接到特征编码生成用计算机2上。
2、特征编码生成用计算机根据支架零件产品信息(材料、名称、编号、加工时间等)生成特征编码。
3、将编码传送至3D打印机1，使用3D打印机1将特征编码打印至零部件选定部位内部，选定部位后续加工与3D打印的特征编码无干涉，零件性能不影响，并保持打印编码位置表面与周围表面状态一致。
4、X射线机3，产生X射线，X射线透过内置有特征编码信息的支架零件发生衰减，其中存在特征信息位置衰减系数与其它位置存在差异
5、成像面板4，接受经过衰减的X射线，并通过与其连接的图像识别用计算机5产生特征编码位置的X射线影像；
6、通过图像识别用计算机5对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，得到零部件的相关信息。
实施例2：
如图1所示，一种3D打印件特征信息编码内置与检测系统，包括3D打印机1、特征编码生成用计算机2、X射线机3、成像面板4、图像识别用计算机5；所述3D打印机1，连接特征编码生成用计算机2上，所述X射线机3连接图像识别用计算机5，所述成像面板4连接图像识别用计算机5；生成内置特征信息时，特征编码生成用计算机2通过对3D打印件产品相关信息进行整合处理，形成特征编码，特征编码通过与特征编码生成用计算机2连接的3D打印机1打印至3D打印件内部；检测特征信息时，图像识别用计算机5发出指令至与其连接的X射线机3产生X射线，X射线通过被检3D打印件能量衰减后，被所述成像面板4接受，所述成像面板4将图像信号传送至图像识别用计算机5还原成影像,影像被识别后获得特征信息编码，从而得到特征产品特征信息。
进一步，所述3D打印机1为金属激光选区熔化成形设备，其成像尺寸≥1*1*1mm，成型效率≥1mm3/s，成型零件表面粗糙度Ra5～20，适合打印金属包括但不限于不锈钢、模具钢、高温合金、钛合金，通过软件控制3D打印机1的工作，实现特征信息编码在零部件内部的打印。
进一步，所述特征编码生成用计算机2，对3D打印件产品相关信息(包括但不限于材料、编号、零件名称)进行整合处理，形成特征编码。
进一步，所述特征编码生成用计算机2将生成的特征编码信息传送至与其连接的3D打印机1，3D打印机1将特征编码打印至零部件内部，并保持打印编码位置表面与周围表面状态一致。
进一步，所述X射线机3，可以产生X射线，X射线透过内置有特征编码信息的零部件发生衰减，其中存在特征信息位置衰减系数与其它位置存在差异。
进一步，所述成像面板4，接受经过衰减的X射线，并通过与其连接的图像识别用计算机5产生特征编码位置的X射线影像，图像识别用计算机5对影像中的特征编码进行提取得到零部件的相关信息。
如图2所示，一种3D打印特征编码与检测方法，包括以下几个步骤：
打印步骤，将零部件放置在3D打印机1上，在与3D打印机1连接的特征编码生成用计算机2上生成特征编码，将编码传送至3D打印机1，使用3D打印机将特征编码打印至零部件内部，并保持打印编码位置表面与周围表面状态一致；
检测步骤，X射线机3，可以产生X射线，X射线透过内置有特征编码信息的零部件发生衰减，其中存在特征信息位置衰减系数与其它位置存在差异，成像面板4，接受经过衰减的X射线，并通过与其连接的图像识别用计算机5产生特征编码位置的X射线影像；
结果分析步骤，通过图像识别用计算机5对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，得到零部件的相关信息。

Claims (9)

1.一种3D打印特征编码与检测方法，其特征在于，包括：
特征码打印步骤：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；
特征码检测步骤：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析步骤：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
2.根据权利要求1所述的3D打印特征编码与检测方法，其特征在于，所述特征码打印步骤：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的零部件表面与周围的零部件表面相同。
3.根据权利要求2所述的3D打印特征编码与检测方法，其特征在于，所述特征码检测步骤：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
4.根据权利要求3所述的3D打印特征编码与检测方法，其特征在于，所述结果分析步骤：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
5.一种3D打印特征编码与检测系统，其特征在于，包括：
特征码打印模块：生成特征编码，将特征编码打印至零部件上；
特征码检测模块：对零部件上特征编码进行检测，获得检测图像；
结果分析模块：根据获得的检测图像，对检测图像中的特征编码进行提取，获得提取的编码，对提取的编码进行识别，获得零部件的相关信息。
6.根据权利要求5所述的3D打印特征编码与检测系统，其特征在于，所述特征码打印模块：
生成特征编码，将特征编码传输至3D打印机，使用3D打印机将特征编码打印至零部件的内部，并保持打印特征编码位置的表面与周围表面状态一致。
7.根据权利要求6所述的3D打印特征编码与检测系统，其特征在于，所述特征码检测模块：
令X射线机产生X射线，所述X射线透过内置有特征编码信息的零部件后发生衰减，其中存在特征编码位置的衰减系数与其它位置存在差异，令成像面板接受经过衰减的X射线，获得衰减后的X射线数据；
根据衰减后的X射线数据，获得特征编码位置的X射线影像。
8.根据权利要求7所述的3D打印特征编码与检测系统，其特征在于，所述结果分析模块：
根据获得的特征编码位置的X射线影像，对零部件X射线图像中的特征编码进行提取，对提取的编码进行识别，获得零部件的信息数据。
9.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的3D打印特征编码与检测方法的步骤。
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