EOS與ORNL合作改進(jìn)金屬3D打印質(zhì)量控制

南極熊導(dǎo)讀，德國粉末床聚變工藝 (PBF) 原始設(shè)備制造商EOS, 與美國能源部簽署了新的研發(fā)合作協(xié)議 (CRADA)，以便在橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 開展研究項(xiàng)目。根據(jù)協(xié)議，將在橡樹嶺實(shí)驗(yàn)室安裝EOS M290 3D打印機(jī)。該研究將圍繞使用該設(shè)備和EOSTATE EOS熔池監(jiān)測軟件，改進(jìn)金屬3D打印質(zhì)量控制。

△EOS與美國能源部簽署了新的研發(fā)合作協(xié)議 (CRADA)，將改進(jìn)金屬3D打印質(zhì)量控制

"隨著3D打印技術(shù)，持續(xù)對大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)生更大的吸引力，對確保質(zhì)量的要求也越來越高，該技術(shù)最大優(yōu)勢之一，即在零件制造過程中采用逐層制造的形式。EOS的Ankit Saharan博士說：“如果我們能夠改進(jìn)質(zhì)量控制流程，在檢測到異常情況時對構(gòu)建進(jìn)行實(shí)時調(diào)整，這將為企業(yè)節(jié)省時間和精力，同時改善整體質(zhì)量控制�！�

ORNL沉積科學(xué)和技術(shù)的首席研究員Ryan Dehoff說：“如果我們能夠成功證明，將現(xiàn)場數(shù)據(jù)與冶金檢測相關(guān)聯(lián)的能力，這可能會顯著改變3D打印的范式，并能夠采用該技術(shù)，為各種高價值行業(yè)大規(guī)模制造組件。”

△海軍水面戰(zhàn)中心，巴拿馬城分部增材制造實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Chuck Self，正在準(zhǔn)備使用EOS M290金屬激光燒結(jié)打印機(jī)

與美國最近的其他研究資助一樣，該項(xiàng)目的研究重點(diǎn)是缺陷檢測。ORNL將使用CT掃描，來分析使用EOSTATE軟件構(gòu)建后缺陷。這些數(shù)據(jù)將與熔池排放物相結(jié)合，以幫助改善構(gòu)建、特征分析、鑒定以及整體質(zhì)量和可重復(fù)性。

金屬3D打印競爭白熱化
EOS的前投資者蔡司，已經(jīng)對3D打印質(zhì)量（QA）表現(xiàn)出更多的興趣。Velo3D的LBF機(jī)器有很高的性能，部分是因?yàn)橛懈�好的熔池監(jiān)測。同時，另一家工業(yè)計(jì)量公司尼康，已經(jīng)購買了制造公司Morf3D的控股權(quán)。AddUp、SLM和幾乎所有的PBF公司，都在關(guān)注質(zhì)量QA、監(jiān)測和優(yōu)化技術(shù)的發(fā)展。

隨著這些粉末床聚變工藝公司推出更多的激光設(shè)備，理論商，所有設(shè)備的工作原理都將變得更加復(fù)雜。而且，該行業(yè)正朝著，更多依賴質(zhì)量的部件和關(guān)鍵應(yīng)用方向發(fā)展。這種工作對3D打印工業(yè)化的未來非常重要。該行業(yè)必須提高行業(yè)工藝水平，以減少錯誤并獲得更好的零件質(zhì)量。隨著更多的同行業(yè)對手和來自其他制造技術(shù)的競爭，該工藝除了要持續(xù)保持更新3D打印技術(shù)，同樣穩(wěn)定的打印質(zhì)量也是核心競爭力之一。

因此，這似乎是EOS公司發(fā)展過程，很好的一次項(xiàng)目機(jī)會。同時，值得注意的是，作為美國許多隱秘項(xiàng)目的主要合作商，ORNL正在嘗試與外國公司合作。這些合作包括與西門子、AddUp、施樂和英格索爾在內(nèi)的公司，進(jìn)行一系列的合作。

△采用EOS M290金屬3D打印機(jī)制造的Launcher Engine-1火箭噴射器

更多的質(zhì)量控制研究
近年來，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)質(zhì)量控制系統(tǒng)的興起，是3D打印行業(yè)的一個特點(diǎn)，因?yàn)樗鼈冮_始為制造商提供一種擴(kuò)大規(guī)模的手段，同時避免昂貴的產(chǎn)品缺陷。Authentise公司憑借其制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES），為PrintRite3D提供了一個替代方案，自2020年以來，該系統(tǒng)具有Addiguru原位監(jiān)測功能。

△橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室等研究人員，已經(jīng)開發(fā)了自己的實(shí)時監(jiān)測算法

南極熊獲悉，2021年，橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室，研究人員還開發(fā)了一種新型的，人工智能驅(qū)動的金屬3D打印監(jiān)控軟件。這套算法被稱為 "Peregrine"，經(jīng)過編程，它會以一種具有成本效益的方式跟蹤零件的生產(chǎn)過程。該團(tuán)隊(duì)表示隨著進(jìn)一步的研發(fā)，它甚至可以被用作自我糾正機(jī)器的質(zhì)量控制方法。

在材料噴射領(lǐng)域，勞倫斯-利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的一個團(tuán)隊(duì)，已經(jīng)提出了一個獨(dú)特的3D打印診斷工具。工程師們的方法是作為高速攝像監(jiān)測的廉價替代品，他們專注于每次優(yōu)化一個系統(tǒng)參數(shù)，以使他們能夠在生產(chǎn)過程中保證零件質(zhì)量。