ASTM表示原位監(jiān)測技術(shù)推動(dòng)3D打印行業(yè)邁向更高效、可靠與經(jīng)濟(jì)的境界

2023年6月16日，南極熊獲悉，全球標(biāo)準(zhǔn)組織ASTM International發(fā)布了一份增材制造原位監(jiān)測技術(shù)準(zhǔn)備報(bào)告。這份詳細(xì)報(bào)告是由ASTM增材制造卓越中心（AM CoE）組織，由NASA和America Makes贊助，總結(jié)了2022年6月舉行的系列研討會(huì)的成果。

△ASTM發(fā)布原位技術(shù)準(zhǔn)備戰(zhàn)略指南（傳送門）

原位增材制造是指將3D打印技術(shù)直接應(yīng)用于現(xiàn)場生產(chǎn)制造的過程。這份報(bào)告提出了一些建議，以解決原位增材制造中的技術(shù)問題，并加速其在不同行業(yè)的應(yīng)用。該報(bào)告還詳細(xì)介紹了一些案例研究，展示了原位增材制造技術(shù)在航空航天、醫(yī)療和汽車行業(yè)等領(lǐng)域的潛力。

ASTM全球先進(jìn)制造項(xiàng)目總裁Mohsen Seifi博士表示：“該報(bào)告經(jīng)過全面的景觀評估、詳細(xì)的研討會(huì)分析、有針對性的專家訪談和專家的重要評論，所有這些過程都經(jīng)過精心策劃，旨在創(chuàng)造一個(gè)行業(yè)可以利用的洞察力豐富的高價(jià)值資源。這些戰(zhàn)略見解還將指導(dǎo)ASTM及其成員，彌合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)之間的差距，并推動(dòng)該領(lǐng)域的標(biāo)準(zhǔn)化創(chuàng)新�！�

△研討會(huì)技術(shù)負(fù)責(zé)人

原位監(jiān)測技術(shù)可實(shí)現(xiàn)質(zhì)量控制和缺陷檢測

這些技術(shù)在過程控制中起著關(guān)鍵作用，確保生產(chǎn)的零件符合要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，通過原位監(jiān)測及早發(fā)現(xiàn)潛在缺陷有助于防止生產(chǎn)有缺陷的零件。

原位監(jiān)測包含多種技術(shù)，其中熱監(jiān)測是首選方法之一。熱監(jiān)測涉及測量構(gòu)建板、熔融材料和周圍環(huán)境的溫度。這些數(shù)據(jù)可用于在構(gòu)建過程中調(diào)節(jié)溫度，并檢測可能導(dǎo)致缺陷的任何熱點(diǎn)。

接下來是光學(xué)監(jiān)測，它利用攝像頭觀察構(gòu)建進(jìn)度，并檢測可能的缺陷。此外，它還可以測量生產(chǎn)零件的尺寸和形狀。另一種技術(shù)是超聲波監(jiān)測，它使用超聲波來評估熔融材料的特性。這些數(shù)據(jù)有助于過程控制，并幫助識別任何可能的缺陷。

選擇適合的現(xiàn)場監(jiān)測技術(shù)取決于具體的3D打印制造過程和監(jiān)測要求。例如，當(dāng)3D打印過程對溫度非常敏感時(shí)，熱監(jiān)測可能是一種合適的選擇。另一方面，當(dāng)該工藝涉及生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀時(shí)，光學(xué)監(jiān)控可能更適合。

America Makes技術(shù)總監(jiān)Brandon Ribic博士指出："該團(tuán)隊(duì)編制的戰(zhàn)略指南將成為未來幾年增材制造社區(qū)成員的有益資源。數(shù)據(jù)和調(diào)查結(jié)果提供了一個(gè)很好的合作促進(jìn)共識的例子。它們提供了一種通過監(jiān)控、數(shù)字化數(shù)據(jù)和分析方法來提升3D打印資格認(rèn)證的能力。"

△2022年6月舉辦的研討會(huì)的貢獻(xiàn)者

3D打印制造中原位監(jiān)測技術(shù)的挑戰(zhàn)與解決方案

在研討會(huì)期間，來自學(xué)術(shù)界、工業(yè)界和政府的專業(yè)人士聚集在一起，交流并分享了3D打印制造原位監(jiān)測技術(shù)方面的最新進(jìn)展。與會(huì)者一致認(rèn)識到該領(lǐng)域面臨著一些重要的差距和挑戰(zhàn)。

一開始的挑戰(zhàn)是缺乏標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)踐的原位監(jiān)測技術(shù)。缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)限制了不同技術(shù)的比較，以及來自不同來源的數(shù)據(jù)的兼容性。另一個(gè)挑戰(zhàn)是對于跨不同增材制造工藝和材料的原位監(jiān)測技術(shù)性能的數(shù)據(jù)可用性有限。這種數(shù)據(jù)的稀缺性增加了評估這些技術(shù)的有效性以及為特定應(yīng)用選擇最佳選項(xiàng)的困難。

此外，原位監(jiān)測技術(shù)還存在與高成本有關(guān)的問題，這可能成為中小企業(yè)采用這些技術(shù)的障礙。此外，這些技術(shù)的安裝和操作通常較為復(fù)雜，需要專業(yè)知識和培訓(xùn)。

△ASTM成立于1898年

鑒于這些挑戰(zhàn)，該報(bào)告還強(qiáng)調(diào)了幾種可能的解決方案。首先，它強(qiáng)調(diào)了制定專門針對原位監(jiān)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的重要性。這些標(biāo)準(zhǔn)將有助于比較不同的技術(shù)，并確保來自不同來源的數(shù)據(jù)的兼容性。其次，該報(bào)告強(qiáng)調(diào)了擴(kuò)大收集與各種增材制造工藝和材料的原位監(jiān)測技術(shù)性能相關(guān)的數(shù)據(jù)的重要性。這將增加對這些技術(shù)的理解，并提高它們的整體有效性。

另一個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域是需要解決成本方面的問題。通過降低與原位監(jiān)測技術(shù)相關(guān)的費(fèi)用，可以擴(kuò)大中小企業(yè)對這些技術(shù)的可及性。同時(shí)，簡化安裝和操作過程將提高用戶友好性，并最大程度地減少對專業(yè)培訓(xùn)和知識的需求。

盡管面臨這些挑戰(zhàn)，對于原位監(jiān)測技術(shù)在增材制造領(lǐng)域的興趣日益增長。ASTM表示，隨著這些技術(shù)的不斷進(jìn)步，增材制造有望取得重大突破，提高效率、可靠性和成本效益。