金屬3D打印的實時流程監(jiān)控和自動化質量分析,，3D Systems白皮書

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

實時流程監(jiān)控和自動化質量分析簡化質量保證和信息可追溯性

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

3D Systems 的 DMP 打印機提供了強大的監(jiān)控功能,，而不僅僅是常規(guī)的數據收集和表達,。實時監(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)控和所生產部件的無損質量控制。為支持可追溯性，所有圖形數據均自動記錄,，包括備份至服務器,。訪問這些豐富的數據有助于作出明智的決策。事實證明,，成熟的過程可追溯性和相關文檔極為有用,，并且航天和醫(yī)療保健等高度受監(jiān)管行業(yè)中也強制要求提供這些過程和文件。

△通過 DMP 檢查進行的熔融不足自動分析與 CT 發(fā)現結果相關聯,，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中二次檢查成本

雖然市場上大多數（即便不是全部）可用系統(tǒng)都會收集大量數據（千兆字節(jié)以上）并提供某種形式的表達,，但由于其需要專門分配時間和精力來分類和分析數據，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,，一些制造商提供了某些質量參數圖表。但是,，在確定這些質量參數時還是會出現問題,，因為在確定部件機械完整性的因素（如孔隙率、空隙位置,、表面缺陷等）方面它們與行業(yè)質量控制不同步,。由于 3D 打印機生成的質量參數與行業(yè)標準質量測量值之間沒有標準關聯，因此在將這些參數轉換為可用數值前,，這些數據的值需要中間解釋和測試,。

也許更重要的是，許多軟件程序無法保證它們所提供數據的準確性,。這可能導致數據分析產生許多誤報漏報,。例如，軟件可能表明部件含有 X 個缺陷,，其中 70% 的是真實缺陷,，30% 不是真實缺陷（即不存在），以及另外 30% 的缺陷存在但未被發(fā)現,。簡言之：不能依賴此類軟件程序進行質量控制,。

但是，并非所有監(jiān)控軟件都是一樣的,。3D Systems 對于已優(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。

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

DMP 監(jiān)控和 DMP 檢查可實現的高準確度有助于用戶減少或無需執(zhí)行某些質量檢驗步驟,，從而幫助節(jié)省時間和金錢,。例如，3D 打印的航天部件當前需要通過 3D CT 掃描 100% 檢查每個部件,，以檢查是否存在 500 μm 以上的內部孔隙,。借助 DMP 檢查，對這些部件進行的 CT掃描可顯著減少為只對幾個部件進行統(tǒng)計檢查,。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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