解析,，穆格如何驗(yàn)證3D打印質(zhì)量,？

據(jù)悉,，2015年12月，穆格收購(gòu)線性模具工程公司的部分股權(quán),。2017穆格完全收購(gòu)這家公司,，現(xiàn)在被稱為穆格線性。通過(guò)此次收購(gòu),，基于線性模具工程公司所擁有的超過(guò)十年的金屬3D打印經(jīng)驗(yàn),，穆格線性取得了來(lái)之不易的實(shí)踐知識(shí)，從而將金屬3D打印零件推向小批量生產(chǎn)領(lǐng)域,。

1951年,，比爾穆格研制成功電液伺服閥，這種裝置可把微弱的電脈沖轉(zhuǎn)換為精確而有力的運(yùn)動(dòng),。1951年7月,，比爾、阿特兄弟倆和盧蓋耶在紐約州東奧羅拉租借了已廢棄的 Proner 機(jī)場(chǎng)的一角,，成立了穆格制閥公司,。60多年來(lái)，穆格的運(yùn)動(dòng)控制技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于民用機(jī)座艙,、發(fā)電風(fēng)機(jī),、一級(jí)方程式賽車,、醫(yī)用輸液系統(tǒng)等眾多的市場(chǎng)和應(yīng)用領(lǐng)域，有效提高相關(guān)產(chǎn)品的性能,。 從創(chuàng)立到滲透到新的前沿應(yīng)用領(lǐng)域,，穆格已經(jīng)培養(yǎng)了深入企業(yè)文化的“搬著石頭過(guò)河”的開(kāi)拓精神。

圖片：來(lái)源Moog

引入增材制造的關(guān)鍵應(yīng)用帶來(lái)了一些挑戰(zhàn),，尤其是對(duì)于穆格來(lái)說(shuō),，關(guān)鍵應(yīng)用包括軍事航空、載人和無(wú)人駕駛,、空間應(yīng)用以及醫(yī)療應(yīng)用領(lǐng)域,，這些應(yīng)用領(lǐng)域具有嚴(yán)格的質(zhì)量和可追溯性要求。

關(guān)于商業(yè)航空領(lǐng)域的一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用案例,，增材制造的使用提出了一些新的挑戰(zhàn),，質(zhì)量認(rèn)證工程-這個(gè)術(shù)語(yǔ)不是描述一種制造方法，而是一系列方法,，每一種方法都有自己的關(guān)注點(diǎn)和要求,。目前商用航空認(rèn)證的零部件主要集中在粉末床融化加工（PBF）過(guò)程。 穆格在制造過(guò)程中發(fā)現(xiàn)幾個(gè)重大的變化,，需要特別考慮認(rèn)證的目的,。

在傳統(tǒng)的減材制造過(guò)程中，通過(guò)多年的經(jīng)驗(yàn),，穆格了解了加工工藝,、熱處理、鑄造和鍛造工藝對(duì)材料性能（包括損傷容限和疲勞壽命）的影響,。其中,，損傷容限（damage tolerance）是一種較新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論。該理論假設(shè),，任何結(jié)構(gòu)材料內(nèi)部都有來(lái)自加工及使用過(guò)程的缺陷,，而設(shè)計(jì)者的任務(wù)是利用各種損傷理論（如斷裂力學(xué)）以及給定的外載荷，確定這些缺陷的擴(kuò)展速度以及結(jié)構(gòu)的剩余強(qiáng)度,。 對(duì)于經(jīng)受變化載荷的結(jié)構(gòu),，如飛機(jī)、輪船,、車輛等，損傷容限設(shè)計(jì)要結(jié)合無(wú)損探傷技術(shù)和疲勞理論,，提供結(jié)構(gòu)的檢驗(yàn)期限,，以保證結(jié)構(gòu)中存在的裂紋在該期限內(nèi)不會(huì)擴(kuò)展為臨界裂紋。 由于微缺陷是無(wú)處不在的,，而結(jié)構(gòu)的疲勞破壞往往是從微缺陷開(kāi)始的,，因此,，對(duì)于飛行器的強(qiáng)度安全性分析已經(jīng)逐步由靜、動(dòng),、疲勞強(qiáng)度強(qiáng)度轉(zhuǎn)移到損傷容限分析,。這也是NASA、FAA等機(jī)構(gòu)對(duì)于飛行器強(qiáng)度認(rèn)證的主要考評(píng)內(nèi)容,。

圖片：穆格線性通過(guò)CT掃描分析零件幾何槽形認(rèn)證

在PBF粉末床融化加工過(guò)程中,，本質(zhì)是金屬粉末融化凝固的過(guò)程，每個(gè)激光點(diǎn)創(chuàng)建了一個(gè)微型熔池,，從粉末融化到冷卻成為固體結(jié)構(gòu),，光斑的大小以及功率帶來(lái)的熱量的大小決定了這個(gè)微型熔池的大小，從而影響著零件的微晶結(jié)構(gòu),。相當(dāng)于在同一時(shí)間完成了幾何形狀的“鑄造”和材料性能的“設(shè)計(jì)加工”過(guò)程,。對(duì)于穆格來(lái)說(shuō)，這個(gè)過(guò)程最為復(fù)雜,。

圖片：穆格線性制造的承重連接件減少了93%的交貨時(shí)間

所以,，穆格需要增材制造過(guò)程中的變化可以被識(shí)別和控制，以便達(dá)到可重復(fù)的加工結(jié)果,。這些需要考慮的影響因素可以包括： 零件與加工設(shè)計(jì),、粉末規(guī)格及處理、粉末熔化過(guò)程,、后處理及表面處理工藝,、檢查方法、控制系統(tǒng)配置及相關(guān)軟件數(shù)據(jù),、加工干擾及中斷,、雜質(zhì)污染、工藝驗(yàn)證,、校準(zhǔn)和維護(hù)要求和實(shí)踐,、操作人員的培訓(xùn)水平等。

其中,，材料特性導(dǎo)致的缺陷包括無(wú)法通過(guò)優(yōu)化3D打印特征參數(shù)予以解決的缺陷,，主要為氣孔。而由于工藝參數(shù)或設(shè)備等原因?qū)е碌娜毕�,，可以稱之為特征參量導(dǎo)致的缺陷,，主要有孔洞、翹曲變形,、球化,、存在未熔顆粒等。

為了融化粉末，必須有充足的激光能量被轉(zhuǎn)移到材料中,，以熔化中心區(qū)的粉末,，從而創(chuàng)建完全致密的部分，但同時(shí)熱量的傳導(dǎo)超出了激光光斑周長(zhǎng),，影響到周圍的粉末,。當(dāng)激光后的區(qū)域溫度下降，由于熱傳導(dǎo)的作用,，微型熔池周圍出現(xiàn)軟化但不液化的粉粒,。正如你所看到的，有許多因素要考慮,。穆格的研究工作值得參考的是,，他們已經(jīng)建立起一個(gè)很好的過(guò)程文件，以控制增材制造過(guò)程變量,，并通過(guò)收集和分析客觀的數(shù)據(jù)證據(jù),，建立過(guò)程的可重復(fù)性。

為此,，穆格制訂了自己的增材制造標(biāo)準(zhǔn)被成為Moog Standards,這個(gè)內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)也被稱作工藝規(guī)范矩陣,。有了這些過(guò)程和支持?jǐn)?shù)據(jù)在手，穆格就可以進(jìn)一步將金屬3D打印推向更加深入的航空硬件制造來(lái),。

來(lái)源：3D科學(xué)谷
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