基于OFDR的3D打印过程温度分布特征监测

11/08/2021，目前3D打印在各个领域的市场应用已经取得积极的进展。现在研究大多集中于增材制造、不同打印材料运用等。其对增材制造过程中模型内部的温度特征进行研究，对于打印耗材的选择，打印工艺的调整、改进，以及打印模型主体结构的设置、力学特征分析等起着至关重要的作用。基于光频域反射技术(OFDR)，将分布式光纤嵌入聚乳酸酯(PLA)材料模型内部，可实现对打印过程中任一时刻材料模型内部不同位置的温度变化特征的监测。
采用的设备包括OFDR(型号:OSI-S)、分布式光纤、3D打印机、PLA打印耗材等。


 图1 实验装置及过程

实验结果如下：

图2  PLA在增材制造过程中不同密度的温度变化量曲线


 图3 增材制造过程特征曲线

   本研究通过OFDR技术将分布式光纤嵌入PLA材料模型内部，成功地监测了3D打印过程中不同位置的温度分布特征。通过对试验数据的研究分析，揭示了增材制造过程中PLA模型内部的温度变化情况，为打印耗材的选择,打印工艺的调整以及打印模型主体结构的设置分析等提供了数据支撑。

具体实验过程请参考微信公众号大话光纤传感。

昊衡科技
   一家集研发、生产、销售于一体的高科技公司，专业从事工业级自校准光学测量与传感技术开发，也是国内唯一一家实现OFDR技术商用化的公司。目前，昊衡科技已推出多款高精度高分辨率产品，主要应用于光学链路诊断、光学多参数测量、高精度分布式光纤温度和应变传感测试。已与全球多个国家和地区企业建立良好的合作关系，并取得诸多成果。
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