金屬3D打印的實(shí)時(shí)流程監(jiān)控和自動(dòng)化質(zhì)量分析，3D Systems白皮書

南極熊3D打印網(wǎng)了解到，金屬增材制造是一種復(fù)雜工藝，通過不同系統(tǒng)間互相配合來實(shí)現(xiàn)。想要正確組合這些不同變量來獲得優(yōu)質(zhì)、可重復(fù)的部件或流程，需要對(duì)增材制造有一定的了解，而這需要花時(shí)間來學(xué)習(xí)及完善。因此，并非所有金屬增材制造打印機(jī)的設(shè)計(jì)目的都一樣。同時(shí)顯而易見的是，那些同時(shí)投入精力掌握激光控制、粉末管理、惰性氣體管理、實(shí)施流程監(jiān)控以及作業(yè)準(zhǔn)備軟件的制造商可提供出色的金屬增材制造解決方案。

實(shí)時(shí)流程監(jiān)控和自動(dòng)化質(zhì)量分析簡(jiǎn)化質(zhì)量保證和信息可追溯性

最終部件的質(zhì)量分析在批量部件生產(chǎn)中非常重要，尋求該技術(shù)的許多企業(yè)都低估了當(dāng)前所需的成本和時(shí)間因素。

3D Systems 的 DMP 打印機(jī)提供了強(qiáng)大的監(jiān)控功能，而不僅僅是常規(guī)的數(shù)據(jù)收集和表達(dá)。實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)捕捉粉床掃描前后的可見光圖像，生成連續(xù)構(gòu)建層的視頻。另一系統(tǒng)則收集熔融池的光散發(fā)圖像。這些系統(tǒng)非常適合用于過程監(jiān)控和所生產(chǎn)部件的無損質(zhì)量控制。為支持可追溯性，所有圖形數(shù)據(jù)均自動(dòng)記錄，包括備份至服務(wù)器。訪問這些豐富的數(shù)據(jù)有助于作出明智的決策。事實(shí)證明，成熟的過程可追溯性和相關(guān)文檔極為有用，并且航天和醫(yī)療保健等高度受監(jiān)管行業(yè)中也強(qiáng)制要求提供這些過程和文件。

△通過 DMP 檢查進(jìn)行的熔融不足自動(dòng)分析與 CT 發(fā)現(xiàn)結(jié)果相關(guān)聯(lián)，從而使用戶建立程序來最大程度減少金屬增材制造批量生產(chǎn)中二次檢查成本

雖然市場(chǎng)上大多數(shù)（即便不是全部）可用系統(tǒng)都會(huì)收集大量數(shù)據(jù)（千兆字節(jié)以上）并提供某種形式的表達(dá)，但由于其需要專門分配時(shí)間和精力來分類和分析數(shù)據(jù)，這種方法很少能夠如同看上去那樣適用。

為了克服這一缺點(diǎn)，一些制造商提供了某些質(zhì)量參數(shù)圖表。但是，在確定這些質(zhì)量參數(shù)時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)問題，因?yàn)樵诖_定部件機(jī)械完整性的因素（如孔隙率、空隙位置、表面缺陷等）方面它們與行業(yè)質(zhì)量控制不同步。由于 3D 打印機(jī)生成的質(zhì)量參數(shù)與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)質(zhì)量測(cè)量值之間沒有標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)，因此在將這些參數(shù)轉(zhuǎn)換為可用數(shù)值前，這些數(shù)據(jù)的值需要中間解釋和測(cè)試。

也許更重要的是，許多軟件程序無法保證它們所提供數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生許多誤報(bào)漏報(bào)。例如，軟件可能表明部件含有 X 個(gè)缺陷，其中 70% 的是真實(shí)缺陷，30% 不是真實(shí)缺陷（即不存在），以及另外 30% 的缺陷存在但未被發(fā)現(xiàn)。簡(jiǎn)言之：不能依賴此類軟件程序進(jìn)行質(zhì)量控制。

但是，并非所有監(jiān)控軟件都是一樣的。3D Systems 對(duì)于已優(yōu)化打印過程的整體分析包括 DMP 監(jiān)控和 DMP 檢查，以便糾正上述常見缺點(diǎn)。

這些工具使得用戶能夠以非常高的缺陷檢測(cè)準(zhǔn)確度以正確的尺寸和位置查看及分析缺陷。證明該準(zhǔn)確度的證據(jù)可追溯至該公司發(fā)表的科技論文，在該科技論文中，該公司證明了對(duì) 200 μm 或以上孔隙的孔隙探測(cè)準(zhǔn)確度達(dá) 99.9%。

DMP 監(jiān)控和 DMP 檢查可實(shí)現(xiàn)的高準(zhǔn)確度有助于用戶減少或無需執(zhí)行某些質(zhì)量檢驗(yàn)步驟，從而幫助節(jié)省時(shí)間和金錢。例如，3D 打印的航天部件當(dāng)前需要通過 3D CT 掃描 100% 檢查每個(gè)部件，以檢查是否存在 500 μm 以上的內(nèi)部孔隙。借助 DMP 檢查，對(duì)這些部件進(jìn)行的 CT掃描可顯著減少為只對(duì)幾個(gè)部件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢查。此功能不僅減少了制造過程的步驟和物流，從而減少了所用總時(shí)間，而且還將 3D CT 掃描需求這一高成本過程降到最低。

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