CN115507809A - 刮刀变形监测系统、增材制造打印设备与方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及增材制造技术领域，提供一种刮刀变形监测系统、增材制造打印设备与方法，在增材制造打印设备的刮刀内预埋检测机构即限位保护器以及压力传感器，通过监测刮刀在运动过程中的损坏和/或变形，实现对刮刀损坏状态的实时检测以及对刮刀在铺粉运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀发生的变形的检测，实现对铺粉和打印过程的控制，提高零件打印质量，减少零件报废风险以及引起的设备损坏风险。

Description

刮刀变形监测系统、增材制造打印设备与方法

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及金属增材制造系统的铺粉刮刀，具体而言涉及一种刮刀变形监测系统、增材制造打印设备与方法。

背景技术

在铺粉式激光增材制造金属零件过程中，将设计好的零件三维模型根据打印厚度进行分层并切片处理，每完成一层扫描即需要完成一次刮刀铺粉动作，由于零件的形状、结构与材料本身性质差异，极有可能在设备工作中造成凸起，损坏铺粉刮刀，导致在后续的铺粉过程中粉床出现缺陷，影响整个零件的质量，甚至报废。同时，在激光增材制造金属零件过程的打印时间较长时，现有技术中一般是需要在设备旁边配置专职人员不间断值守，防止零件打印变形造成的零件报废与设备损坏。

发明内容

本发明目的在于提供一种刮刀变形监测系统、增材制造打印设备与方法，旨在通过在刮刀在运动过程中受到的压力的检测，实现对的刮刀变形的实时检测，反映当前打印层的变形量，从而发出预警，避免因为每一层的变形量不合格导致零件的打印质量不合格或者零件报废问题。

本发明另一方面的目的在于提出一种增材制造打印设备与方法，旨在通过监测刮刀在运动过程中的损坏，导致零件的打印质量不合格或者零件报废问题，或者由此引起的设备损坏。

本发明另一方面的目的在于提出一种增材制造打印设备与方法，旨在通过监测刮刀在运动过程中的变形和/或损坏，实现对刮刀损坏状态的实时检测以及对刮刀在铺粉运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀发生的变形的检测，实现对铺粉和打印过程的控制，提高零件打印质量，减少零件报废风险。

根据本发明目的的第一方面提出一种增材制造打印设备，包括：

打印仓体；

供粉缸，位于所述打印仓体内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

成型缸，位于所述打印仓体内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

刮刀架，位于所述打印仓体内并能够被驱动沿着水平方向设置的导轨往复运动；

柔性刮刀，设置在所述刮刀架的下方，并且与刮刀架同步运动，通过柔性刮刀的往复运动过程将粉末由供粉缸均匀铺在成形缸上并形成一定厚度粉末层，并将多余粉末进入粉末回收罐进行回收；

激光光学机构，被设置用于照射激光束至打印仓体内的粉末层，实现熔化沉积成型；

其中，所述柔性刮刀为条状软刮刀，并且在其表面贴装一压力传感器，用于检测柔性刮刀在运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀发生的变形，所述压力传感器与控制系统连接，并将其产生的压力信号传递给控制系统；

所述柔性刮刀内部临近底部边缘的位置沿着柔性刮刀的纵长方向还设置有限位保护器，并且与控制系统连接，并将其产生的电信号传递给控制系统；

所述控制系统，被设置成根据所述压力传感器的压力信号判定当前层打印变形的状态，并且根据限位保护器的反馈信号判定柔性刮刀的损坏状态。

根据本发明目的的第二方面还提出一种增材制造打印方法，包括以下步骤：

根据设定的铺粉速度及铺粉厚度要求，设定伺服电机的转速以控制刮刀架的移动速度及供粉缸的升降高度；

按照预设的打印程序，驱动刮刀架滑动运动，以通过柔性刮刀在打印基准面上进行铺粉；在刮刀架移动过程中，通过压力传感器检测压力信号，传输至控制系统进行实时监控；

控制系统基于压力信号对当前层的打印变形量进行判断：当压力信号反馈的压力值在预设的阈值范围内，判定当前层打印变形量合格，进入下一层铺粉打印；当压力值超过预设的阈值范围，判定当前层打印变形量异常，发出报警信号，并控制所述刮刀架停止移动；

其中，在铺粉过程中，实时检测实时限位保护器的反馈信号至控制系统，控制系统基于限位保护器的反馈的断路或者短路状态，判定刮刀的损坏状态，并基于刮刀的损坏状态，发送预警信号或者控制所述刮刀架停止移动。

根据本发明目的的第三方面还提出一种用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，包括：

在铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀架上设置的柔性刮刀；

内嵌于柔性刮刀的限位保护器，所述限位保护器临近底部边缘、并沿着柔性刮刀的纵长方向布置；

控制系统，所述控制系统被设置用于检测所述限位保护器的短路或者断路状态，并且基于所述限位保护器的短路或者断路状态判定柔性刮刀的损坏状态。

根据本发明目的的第四方面还提出一种增材制造打印设备，包括：

打印仓体；

供粉缸，位于所述打印仓体内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

成型缸，位于所述打印仓体内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

刮刀架，位于所述打印仓体内并能够被驱动沿着水平方向设置的导轨往复运动；

柔性刮刀，为条状橡胶刮刀，设置在所述刮刀架的下方，并且与刮刀架同步运动，通过柔性刮刀的往复运动过程将粉末由供粉缸均匀铺在成形缸上并形成一定厚度粉末层，并将多余粉末进入粉末回收罐进行回收；

激光光学机构，被设置用于照射激光束至打印仓体内的粉末层，实现熔化沉积成型；以及

刮刀变形监测系统，其包括：

-内嵌于柔性刮刀的限位保护器，所述限位保护器临近底部边缘、并沿着柔性刮刀的纵长方向布置；

-控制系统，所述控制系统被设置用于检测所述限位保护器的短路或者断路状态，并且基于所述限位保护器的短路或者断路状态判定柔性刮刀的损坏状态。

由此，在本发明的金属增材制造打印设备与方法中，在增材制造打印设备的刮刀内预埋检测机构即限位保护器以及设置压力传感器，通过监测刮刀在运动过程中的损坏和/或变形，实现对刮刀损坏状态的实时检测以及对刮刀在铺粉运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀发生的变形的检测，实现对铺粉和打印过程的控制，提高零件打印质量，减少零件报废风险以及引起的设备损坏风险。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例。

图1是根据本发明实施例的增材制造打印设备的结构示意图。

图2是根据本发明实施例的增材制造打印设备的刮刀架的示意图。

图3是根据本发明实施例的增材制造打印设备的柔性刮刀的I处的局部放大图。

图4是图3示例中柔性刮刀的A-A方向轴测图。

图5是根据本发明实施例的增材制造打印设备的控制系统的示意图，其中使用电流检测电路检测限位保护器的状态。

图6是根据本发明实施例的增材制造打印设备的控制系统的示意图，其中使用电流检测电路检测限位保护器的状态。

图7是根据本发明实施例的增材制造打印设备的控制系统的示意图，其中使用电压检测电路检测限位保护器的状态。

附图中各个标记的含义如下：

打印仓体100；激光器3扫描振镜系统4；信号灯5；刮刀架6；导轨7；供粉缸8；成型缸9；粉末回收罐10；柔性刮刀11；柔性刮刀的底部11A；压力传感器12；限位保护器13；第一导电金属丝13A；第二导电金属丝13B；控制系统200；主控制器单元201；

电流检测电路310；电压检测电路320。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

金属激光增材制造打印设备

结合图1-5所示，根据本发明的实施例的一种增材制造打印设备，包括打印仓体100以及设置位于打印仓体100内的刮刀架6、导轨7、供粉缸8、成型缸9、粉末回收罐10以及柔性刮刀11。

打印仓体100，用于金属增材制造打印设备的打印过程所需要的打印环境，例如内部的压力环境、温度环境以及保护气氛环境。

作为可选的示例，前述的保护气氛环境尤其是指氩气保护气环境，可通过气体置换的方式将打印仓体100内的空气排出，使得内部的氧含量达到5％以上，达成打印所需的气体环境要求，并在打印过程中不断消耗氧，使得内部的氧含量进一步降低，同时可基于内部压力的变化，适当进行氩气的补充，以维持压力的平衡。

作为可选的示例，前述打印仓体100还配置有气体过滤与循环利用装置，例如通过分级将打印仓体100内的气体抽出，并经过过滤器(例如颗粒过滤器等)进行打印过程中产生的粉尘、烟尘的过滤，并将过滤后的气体(氩气)返回至打印仓体100内。更进一步的，返回打印仓体100的气体具有一定的风速，以吹走打印区域的烟尘、烟雾等，保证打印沉积层的质量。

结合图1的示例中，刮刀架6位于打印仓体100内，并能够被驱动沿着水平方向设置的导轨7往复运动。作为可选的示例，以图1中所示的左右方向的铺粉运动为例，导轨7沿着两条铺粉运动方向、并且平行于打印基准面而设置，导轨7可以设置与导轨7滑动配合的滑块，刮刀架6固定于滑块上，通过伺服电机的运动控制，可驱动滑块沿着导轨7滑动，从而带着刮刀架6沿着导轨7的运动。

结合图1、2，本发明的实施例中，铺粉用的刮刀采用柔性刮刀11，例如条状软刮刀条状，即橡胶刮刀，可拆卸(以利于维修或者更换)地设置在刮刀架6的下方，位于打印基准面的位置。

在一些实施例中，柔性刮刀11通过螺栓等紧固件安装至刮刀架6的下方。其中，柔性刮刀11被设计成高度可调节。

供粉缸8，位于打印仓体100内并能够被驱动在竖直方向升降运动。

成型缸9，位于打印仓体100内并能够被驱动在竖直方向升降运动。如图1所示，沿着铺粉方向，成型缸9位于供粉缸8的右端。

供粉缸8、成型缸9可通过器各自的伺服系统实现升降驱动与控制。

粉末回收罐10，位于打印仓体100内，用于回收铺粉过程中多余的粉末。如图1所示，沿着铺粉方向，并位于成型缸9的右侧。

如此，如图1所示的布置，刮刀架6与柔性刮刀11同步运动。通过柔性刮刀11的运动过程将粉末由供粉缸8均匀铺在成形缸9上并形成一定厚度粉末层，并将多余粉末进入粉末回收罐10进行回收。例如，通过柔性刮刀11向右的运动，将从供粉缸8提供的金属粉末均匀铺在成形缸9上、形成一定厚度粉末层，厚度范围可根据打印工艺确定的每一层沉积层厚度预先确定，并将多余的粉末进入粉末回收罐10进行回收，然后向左侧运动，返回送粉的初始位置，等待当前层打印成型后，进行下一层的铺粉。

如图1所示，本发明的实施例中，金属激光增材制造打印设备还具有激光光学机构，被设置用于照射激光束至打印仓体100内的粉末层，对每一层粉末层进行熔化沉积成型加工。

在图1的示例中，激光光学机构包括激光器3和扫描振镜系统4，激光器3用于发射激光束，并经过振镜系统4调整激光照射位置。在可选的实施例中，激光光学机构还包括光束整形系统，例如柱状透镜阵列等，用于进行光束整形，实现光斑的调整。

如图1所示的金属激光增材制造打印设备配置有控制系统200，例如可基于工业级计算机系统实现，如PLC控制系统等，用于控制金属激光增材制造打印的过程，例如激光功率设置与调整、铺粉过程设置与调整、保护气设置与调整、成型缸设置与调整等。

在本发明的实施例中，控制系统200控制设备的光学部分、送粉部分、成型工艺按照加工零件的切片所确定的打印程序，通过逐层生长沉积成型的方式，对每一层粉末床进行熔化沉积成型，直至完成整个零件的打印。

结合图1、2、3所示，柔性刮刀11的表面贴装一压力传感器12，例如应变型压力传感器，用于检测柔性刮刀11在运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀11发生的变形，压力传感器12与控制系统200连接，并将其产生的压力信号传递给控制系统200。

控制系统200根据压力传感器12的压力信号判定当前层打印变形的状态。金属增材制造打印过程中，每一层打印层的控制是影响打印零件最终质量的关键因素，包括打印层的翘曲、层厚、变形等缺陷，最终会导致累计的误差引起零件不合格或者报废。因此，在本发明的实施例中，通过监测柔性刮刀11在打印过程中收到的压力变化，因此反映当前打印层的质量，例如是否发生翘曲、变形等缺陷以及缺陷的程度，从而决定是否停止打印进行人工干预处理。

例如，在一些实施例中，发生翘曲变形时，我们通过测试刮刀所遇到的阻力，因此反馈至压力传感器所感应到的压力值，据此为依据可设定参考的压力阈值，作为判定当前打印层的变形量控制与判断的基准。当柔性刮刀11运动过程中，由压力传感器反馈的压力值达到或者超过压力阈值的，判定当前打印层的打印变形量不合格，发出报警信号，并控制刮刀架6停止移动，停止进行下一层及后续的铺粉处理，中断打印过程。

即，控制系统200基于压力传感器12的压力信号反馈的压力值超过预设的阈值范围，判定当前层打印变形量异常，发出报警信号，并控制刮刀架6停止移动，并且当压力值在预设的阈值范围内，判定当前层打印变形量合格，进入下一层铺粉打印。

结合图2、3、4所示的示例，柔性刮刀11内部临近底部边缘的位置沿着柔性刮刀11的纵长方向还设置有限位保护器13，并且与控制系统200连接，并将其产生的电信号传递给控制系统200，控制系统200根据限位保护器13的反馈信号判定柔性刮刀的损坏状态。

由此，通过柔性刮刀11的损坏状态的判断，减少已经损坏的刮刀铺粉带来的影响，导致局部变形和累积变形，避免因此导致的零件不合格和报废。

其中，压力传感器12以及限位保护器13，分别通过各自独立的电路与控制系统200连接。

作为可选的示例，压力传感器12以及限位保护器13可通过设置的数据传输线缆进行信号传输。

结合图3所示，限位保护器13位于压力传感器12的下方，并且相对于压力传感器12来说，限位保护器13更接近柔性刮刀11的底部11A的边缘。

应当理解，图3所示的实施例中，限位保护器13包括了2个导电金属丝，分别为第一导电金属丝13A和第二导电金属丝13B，内置于柔性刮刀11的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀11的纵长方向分布，第一导电金属丝13A和第二导电金属丝13B呈上下布置，第一导电金属丝13A位于下方，第二导电金属丝13B位于第一导电金属丝13A的上方，并且第一导电金属丝13A和第二导电金属丝13B之间绝缘。

在可选的实施例中，限位保护器13还可以仅仅包括一个导电金属丝，例如以第一导电金属丝13A为例进行说明，其内置于柔性刮刀11的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀11的纵长方向布置。

控制系统200设置有第一检测电路，与导电金属丝电连接，用于检测导电金属丝的短路或者断路状态，并且控制系统200响应于导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架6的运行。

结合图5所示的示例中，以限位保护器13仅包括一个导电金属丝为例进行说明，图示中以第一导电金属丝13A为例。第一检测电路包括一电流检测电路310，用于检测流过第一导电金属丝13A的电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判定刮刀损坏，并控制停止刮刀架6的运行。

例如，图5所示的示例中，第一导电金属丝13A等效为一电阻值已知的电阻器，其等效电阻值以RA为例，第一导电金属丝13A与一第一可调电阻器RL1并联后，分别于电流检测电路310以及第一分压电阻R1串联后，接入到检测用直流电源DC的两端，形成独立的检测回路。

在可选的实施例中，第一可调电阻器RL1的电阻值可调整，并设定电阻值与第一导电金属丝13A的等效电阻RA相等。

电流检测电路310可采用商用的电路检测IC电路实现，例如基于放大器的电流采样电路，其与控制系统的主控制器单元201连接并实现通信，将其采样的电流信号发送至主控制器单元201。

在正常的铺粉和打印过程中，RA与RL1的并联电阻，与R1串联后，通过电流检测电路310检测获得电流值作为参考基准值。

当柔性刮刀铺粉运动过程中因为遇到的撞击及零件翘起变形使其金属丝断裂，第一导电金属丝13A所在的支路将切断，第一导电金属丝13A与第一可调电阻器RL1的并联关系解除，此时，在检测回路中，第一可调电阻器RL1直接与第一分压电阻R1串联，此时检测获得实际电流值将与作为参考基准值的电流值形成偏差。

在另一些实施例中，当第一导电金属丝13A所在的支路被短路时，第一导电金属丝13A与第一可调电阻器RL1的并联关系解除，第一可调电阻器RL1、第一导电金属丝13A被短接，此时，电流检测电路310检测的电流为流过第一分压电阻R1的电流，与作为参考基准值的电流值形成偏差。

由此，主控制器单元201基于实际检测的电流值与作为参考基准值的偏差，判定柔性刮刀11在铺粉运动过程中因为遇到的撞击及零件翘起变形而引起了短路或者断路状态，并据此判定刮刀的损坏状态，并基于刮刀的损坏状态，发送预警信号，例如使与控制系统200连接的信号灯5亮起，并控制刮刀架6停止移动。

图6示例性地表示了限位保护器13采用两个导电金属丝的实施方式。结合图5所示，第一导电金属丝13A和第二导电金属丝13B分别设置有第一检测电路，第一检测电路为前述实施例的电流检测电路310，分别独立地检测流过第一导电金属丝和第二导电金属丝的电流，以判断第一导电金属丝和第二导电金属丝的短路或者断路状态。控制系统200的主控制器单元201分别于两个检测回路的电流检测电路310连接，并且响应于第一导电金属丝和第二导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏状态。

结合图6所示，控制系统200基于第一导电金属丝发生短路或者断路，第二导电金属丝未发生短路或者断路状态，发送预警信号，例如使与控制系统200连接的信号灯5亮起；控制系统200基于第二导电金属丝发生短路或者断路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架6的运行。

在图6所示的示例中，每个导电金属丝均并联一可调电阻器，分别为第一可调电阻器RL1和第二可调电阻器RL2，为了便于计算和说明，在优选的实施例中，第一可调电阻器RL1和第二可调电阻器RL2的电阻值可分别调整至与第一导电金属丝和第二导电金属丝的等效电阻值相等。

在图5、6所示的实施例中，主控制器单元201与直流电源DC通讯连接，用于获得电源的电量信息，包括电压、内阻、电池余量等。直流电源DC可采用集成由稳压IC单元的直流电源，可实现5VDC-36VDC的稳定直流电压输出。

在另一些实施例中，控制系统200的第一检测电路还可以配置以其他方式实现，监测限位保护器的状态，即短路或者断路。

例如，在图7所示得示例中，第一检测电路以电压监测电路320实现。以限位保护器13包括一个导电金属丝即第一导电金属丝13A为例进行说明。第一导电金属丝13A与第三可调电阻器RL3串联后，再与第一分压电阻R1串联后，接入在直流电源DC的两端，构成检测回路。

在图7所示得示例中，电压监测电路320并联在第一导电金属丝13A的两端，用于检测第一导电金属丝13A的电压值，并基于实际检测的电压值与作为参考基准的电压值的偏差，确定第一导电金属丝13A的断路状态，从而判断刮刀的损坏。

金属激光增材制造打印方法

结合图1-5所示以及以上实施例的增材制造打印设备，基于该设备的增材制造打印方法，包括以下步骤：

根据设定的铺粉速度及铺粉厚度要求，设定伺服电机的转速以控制刮刀架6的移动速度及供粉缸8的升降高度；

按照预设的打印程序，驱动刮刀架6滑动运动，以通过柔性刮刀11在打印基准面上进行铺粉；在刮刀架6移动过程中，通过压力传感器12检测压力信号，传输至控制系统200进行实时监控；

控制系统200基于压力信号对当前层的打印变形量进行判断：当压力信号反馈的压力值在预设的阈值范围内，判定当前层打印变形量合格，进入下一层铺粉打印；当压力值超过预设的阈值范围，判定当前层打印变形量异常，发出报警信号，并控制刮刀架6停止移动；

其中，在铺粉过程中，实时检测实时限位保护器13的反馈信号至控制系统200，控制系统200基于限位保护器13的反馈的断路或者短路状态，判定刮刀的损坏状态，并基于刮刀的损坏状态，发送预警信号，使与控制系统200连接的信号灯5亮起，控制刮刀架6停止移动。

如前述的，限位保护器13采用单个导电金属丝时，器内置于柔性刮刀11的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀11的纵长方向布置；控制系统200设置有电流检测电路310，在铺粉过程中，通过电流检测电路310实时检测流过导电金属丝的电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判断导电金属丝的断路或者短路状态，并据此判定刮刀损坏，控制停止刮刀架6的运行。

在另外的实施例中，限位保护器13采用2个导电金属丝时，即第一导电金属丝13A和第二导电金属丝13B，呈上下布置，第一导电金属丝位于下方，第二导电金属丝位于第一导电金属丝的上方，并且第一导电金属丝和第二导电金属丝之间绝缘。第一导电金属丝和第二导电金属丝分别设置电流检测电路310,分别实时检测流过第一导电金属丝或者第二导电金属丝电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，据此，控制系统200判定第一导电金属丝或者第二导电金属丝的短路或者断路状态，并根据第一导电金属丝和第二导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏状态。

在采用上下布置的2个导电金属丝的方案中，控制系统200基于第一导电金属丝发生短路或者断路，第二导电金属丝未发生短路或者断路状态，发送预警信号，使与控制系统200连接的信号灯5亮起；控制系统200基于第二导电金属丝发生短路或者断路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架6的运行。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (22)

1.一种增材制造打印设备，其特征在于，包括：

打印仓体（100）；

供粉缸（8），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

成型缸（9），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

刮刀架（6），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动沿着水平方向设置的导轨（7）往复运动；

柔性刮刀（11），设置在所述刮刀架（6）的下方，并且与刮刀架（6）同步运动，通过柔性刮刀（11）的往复运动过程将粉末由供粉缸（8）均匀铺在成形缸（9）上并形成一定厚度粉末层，并将多余粉末进入粉末回收罐（10）进行回收；

激光光学机构，被设置用于照射激光束至打印仓体内的粉末层，实现熔化沉积成型；

其中，所述柔性刮刀（11）为条状软刮刀，并且在其表面贴装一压力传感器（12），用于检测柔性刮刀（11）在运动过程中遇到的撞击及零件翘起变形使柔性刮刀（11）发生的变形，所述压力传感器（12）与控制系统（200）连接，并将其产生的压力信号传递给控制系统（200）；

所述柔性刮刀（11）内部临近底部边缘的位置沿着柔性刮刀（11）的纵长方向还设置有限位保护器（13），并且与控制系统（200）连接，并将其产生的电信号传递给控制系统（200）；

所述控制系统（200），被设置成根据所述压力传感器（12）的压力信号判定当前层打印变形的状态，并且根据限位保护器（13）的反馈信号判定柔性刮刀的损坏状态。

2.根据权利要求1所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述压力传感器（12）以及限位保护器（13），分别通过各自独立的电路与控制系统（200）连接。

3.根据权利要求1所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述刮刀安装架（6）在打印基准面的位置安装所述的柔性刮刀（11），并且所述柔性刮刀（11）的高度可调节。

4.根据权利要求3所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述打印仓体（100）内的导轨（7）被设置成平行于打印基准面，并且所述导轨（7）上设置与导轨（7）滑动配合的滑块，刮刀架（6）固定于滑块上。

5.根据权利要求3所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述限位保护器（13）位于所述压力传感器（12）的下方，并且相对于压力传感器（12）来说，所述限位保护器（13）更接近柔性刮刀（11）的底部边缘。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述限位保护器（13）包括一导电金属丝，内置于柔性刮刀（11）的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀（11）的纵长方向布置；

所述控制系统（200）设置有第一检测电路，与所述导电金属丝电连接，用于检测导电金属丝的短路或者断路状态，并且控制系统（200）响应于导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架（6）的运行。

7.根据权利要求6所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述第一检测电路包括一电流检测电路（310），用于检测流过所述导电金属丝的电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判定刮刀损坏，并控制停止刮刀架（6）的运行。

8.根据权利要求1-5中任意一项所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述限位保护器（13）包括第一导电金属丝和第二导电金属丝，呈上下布置，第一导电金属丝位于下方，第二导电金属丝位于第一导电金属丝的上方，并且第一导电金属丝和第二导电金属丝之间绝缘；

所述第一导电金属丝和第二导电金属丝分别设置有第一检测电路，分别用于检测第一导电金属丝和第二导电金属丝的短路或者断路状态，并且控制系统（200）响应于第一导电金属丝和第二导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏状态。

9.根据权利要求8所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述控制系统（200）基于第一导电金属丝发生短路或者断路，第二导电金属丝未发生短路或者断路状态，发送预警信号；

所述控制系统（200）基于第二导电金属丝发生短路或者断路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架（6）的运行。

10.根据权利要求8所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述第一检测电路包括一电流检测电路（310），用于检测流过所述第一导电金属丝或者第二导电金属丝电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判定发生短路或者断路。

11.根据权利要求1所述的增材制造打印设备，其特征在于，所述控制系统（200）基于所述压力传感器（12）的压力信号反馈的压力值超过预设的阈值范围，判定当前层打印变形量异常，发出报警信号，并控制所述刮刀架（6）停止移动，并且当压力值在预设的阈值范围内，判定当前层打印变形量合格，进入下一层铺粉打印。

12.根据权利要求1-11中任意一项所述的增材制造打印设备的增材制造打印方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据设定的铺粉速度及铺粉厚度要求，设定伺服电机的转速以控制刮刀架（6）的移动速度及供粉缸（8）的升降高度；

按照预设的打印程序，驱动刮刀架（6）滑动运动，以通过柔性刮刀（11）在打印基准面上进行铺粉；在刮刀架（6）移动过程中，通过压力传感器（12）检测压力信号，传输至控制系统（200）进行实时监控；

控制系统（200）基于压力信号对当前层的打印变形量进行判断：当压力信号反馈的压力值在预设的阈值范围内，判定当前层打印变形量合格，进入下一层铺粉打印；当压力值超过预设的阈值范围，判定当前层打印变形量异常，发出报警信号，并控制所述刮刀架（6）停止移动；

其中，在铺粉过程中，实时检测实时限位保护器（13）的反馈信号至控制系统（200），控制系统（200）基于限位保护器（13）的反馈的断路或者短路状态，判定刮刀的损坏状态，并基于刮刀的损坏状态，发送预警信号或者控制所述刮刀架（6）停止移动。

13.根据权利要求12所述的增材制造打印方法，其特征在于，所述限位保护器（13）包括一导电金属丝，内置于柔性刮刀（11）的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀（11）的纵长方向布置；

所述控制系统（200）设置有第一检测电路，所述第一检测电路具有电流检测电路（310），在铺粉过程中，通过电流检测电路（310）实时检测流过所述导电金属丝的电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判断导电金属丝的断路或者短路状态，并据此判定刮刀损坏，控制停止刮刀架（6）的运行。

14.根据权利要求12所述的增材制造打印方法，其特征在于，所述限位保护器（13）包括第一导电金属丝和第二导电金属丝，呈上下布置，第一导电金属丝位于下方，第二导电金属丝位于第一导电金属丝的上方，并且第一导电金属丝和第二导电金属丝之间绝缘；

所述第一导电金属丝和第二导电金属丝分别设置有第一检测电路，所述第一检测电路包括一电流检测电路（310）,分别实时检测流过所述第一导电金属丝或者第二导电金属丝电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，据此，所述控制系统（200）判定第一导电金属丝或者第二导电金属丝的短路或者断路状态，并根据第一导电金属丝和第二导电金属丝的断路或者短路状态，判定刮刀损坏状态。

15.根据权利要求14所述的增材制造打印方法，其特征在于，所述控制系统（200）基于第一导电金属丝发生短路或者断路，第二导电金属丝未发生短路或者断路状态，发送预警信号；

所述控制系统（200）基于第二导电金属丝发生短路或者断路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架（6）的运行。

16.一种用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，包括：

在铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀架（6）上设置的柔性刮刀（11）；

内嵌于柔性刮刀（11）的限位保护器（13），所述限位保护器（13）临近底部边缘、并沿着柔性刮刀（11）的纵长方向布置；

控制系统（200），所述控制系统（200）被设置用于检测所述限位保护器（13）的短路或者断路状态，并且基于所述限位保护器（13）的短路或者断路状态判定柔性刮刀（11）的损坏状态。

17.根据权利要求16所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，所述限位保护器（13）包括一导电金属丝，内置于柔性刮刀（11）的底部边缘的位置并沿着柔性刮刀（11）的纵长方向布置；

所述控制系统（200）设置有第一检测电路，与所述导电金属丝电连接，用于检测导电金属丝的短路或者断路状态。

18.根据权利要求17所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，所述第一检测电路包括一电流检测电路（310），用于检测流过所述导电金属丝的电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判定刮刀损坏，并控制停止刮刀架（6）的运行。

19.根据权利要求16所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，所述限位保护器（13）包括第一导电金属丝和第二导电金属丝，呈上下布置，第一导电金属丝位于下方，第二导电金属丝位于第一导电金属丝的上方，并且第一导电金属丝和第二导电金属丝之间绝缘；

所述第一导电金属丝和第二导电金属丝分别设置有第一检测电路，分别用于检测第一导电金属丝和第二导电金属丝的短路或者断路状态。

20.根据权利要求19所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，所述第一检测电路包括一电流检测电路（310），用于检测流过所述第一导电金属丝或者第二导电金属丝电流，当检测结果的电流值与参考基准发生偏差时，判定发生短路或者断路。

21.根据权利要求19所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统，其特征在于，所述控制系统（200）基于第一导电金属丝发生短路或者断路，第二导电金属丝未发生短路或者断路状态，发送预警信号；

所述控制系统（200）基于第二导电金属丝发生短路或者断路状态，判定刮刀损坏并控制停止刮刀架（6）的运行。

22.一种增材制造打印设备，其特征在于，包括：

打印仓体（100）；

供粉缸（8），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

成型缸（9），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动在竖直方向升降运动；

刮刀架（6），位于所述打印仓体（100）内并能够被驱动沿着水平方向设置的导轨（7）往复运动；

柔性刮刀（11），所述柔性刮刀（11）为条状橡胶刮刀，设置在所述刮刀架（6）的下方，并且与刮刀架（6）同步运动，通过柔性刮刀（11）的往复运动过程将粉末由供粉缸（8）均匀铺在成形缸（9）上并形成一定厚度粉末层，并将多余粉末进入粉末回收罐（10）进行回收；

激光光学机构，被设置用于照射激光束至打印仓体内的粉末层，实现熔化沉积成型；以及

如权利要求16-22中任意一项所述的用于铺粉式金属增材制造打印设备的刮刀变形监测系统。

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