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蔡司三坐標為3D打印增材制造企業提供全面的解決方案發布日期：2018-11-28 14:20:32
自第一批創業公司成功利用3D打印或熔化技術實現金屬粉末成型之后，越來越多的公司希望通過增材的方法來彌補傳統生產工藝的不足。如何打造快速全面的金屬零件增材制造技術，在很大程度上取決于工藝過程鏈結束時的產率一良品率。蔡司工業測量技術部的戰略和業務發展負責人Claus Hermannstadter博士、新技術和創新總監Marcin Bauza博士以及蔡司顯微技術部的制造和裝配業務部門負責人Robert Zarnetta博士介紹了蔡司三坐標如何在整個價值鏈的增材制造中實現工藝改進。
1.3D打印在蔡司所供服務范圍中扮演著越來越重要的角色
Claus Hermannstadter博士：增材制造*重要的潛力之一就是可以生產出具有獨特幾何形狀和結構、無法通過常規方法來制造的部件，利用該技術制成的部件可以具備全新的功能。從醫用植入物到飛機渦輪機，工業3D打印可以應用于各種頗具前景的領域。機械和機器制造、汽車、航空航天、制藥、消費類電子產品和醫療技術行業有三分之一的公司已經開始從事增材制造。因此，我們有理由相信在不久的將來，利用打印機可以制造出越來越多的關鍵部件。這一技術的效率在很大程度上取決于企業對增材制造工藝鏈的理解和控制程度，以及反饋效果如何。
蔡司可提供幾乎*全面的解決方案，從材料測試到*終檢驗，確保達到增材制造部件所需的質量要求。此外，我們與許多合作伙伴緊密協作，其中包括研究機構和增材制造技術用戶，以加強我們對該領域工藝流程和專有技術的理解。結合利用我們在顯微鏡、材料研究和測量方面170多年的經驗，我們可以更好地為客戶提供建議，同時也能夠游刃有余地從事制定質量保證標準和規范的工作。
因此，需要在打印過程鏈的每個步驟中進行大量的研究，以實現*佳的零件打印。獲得這一過程知識可能需要幾年的時間。換句話說：對于試錯方面還有很多工作要做。然而，通過對材料和工藝的詳細分析，可以顯著減少迭代循環的次數。蔡司擁有豐富的專業知識和獨特的技術，能夠更深入地了解和詳細監控大部分工藝步驟，例如材料粉末表征，即粉末尺寸和形狀，以及分布分析、晶體學分析、構建缺陷、內外表面分析和內外尺寸分析。它們允許工藝步驟之間的關聯，并熟知建造后處理的影響，例如熱處理對*終尺寸特征的影響。這些步驟中的每一個可以對總體收益率 具有顯著的影響，因此將獲得的信息與每個工藝步驟相關聯可以顯著改善整體零件性能。
2.蔡司如何進一步提高增材部件的工藝穩定性和質量
Claus Hermannstadter博士：一些3D打印機制造商開始自己監測打印過程。我們目前正在密切關注這些事態發展。我們一定會創建接口，以便在蔡司PiWeb中包含進程中數據。然后增材制造的用戶可以將各種質量和測量數據相互關聯，更快地發現錯誤。當然，我們看到了進一步改進的潛力。我們的目標是開發一種自學解決方案，基于在打印機中組裝金屬部件期間獲取的質量數據，確定檢測到的缺陷是否會影響*終產品的性能。這樣的解決方案將提供流程反饋，在極端情況下，還會本著工業4.0的精神加入打印流程。
Robert Zarnetta博士：不僅如此。通過匯集和評估從金屬粉末的材料特性到打印機中的環境條件以及部件的微觀結構的所有信息，我們甚至可以影響上游工藝，例如使設計人員能夠開發出可以在沒有任何問題的情況下生產具有相同功能性能的模型，以避免缺陷發生。
3.蔡司支持公司確保增材制造的金屬部件的質量和優化工藝
Robert Zarnetta博士：如前所述，我們有一個非常廣泛的解決方案組合，可在打印過程之前和之后使用。例如，公司經常用我們的光學顯微鏡和電子顯微鏡來表征粉末。這對于質量保證來說是一個重要的問題，因為粉末床熔融工藝要求使用在尺寸、形狀和材料性能方面具有非常嚴格規格的粉末。根據我們的經驗，這些參數的偏差對*終產品的質量有很大影響。我們的掃描電子顯微鏡被公司用來檢查粉末中是否含有氧化顆粒(其可能在3D打印機中熔化時造成問題)，或者分析回收的粉末，是否其能夠用于高質量構建。為了進一步幫助分析，我們開發了相關技術，使客戶能夠縮小光學顯微鏡和電子顯微鏡之間的差距，從而更好地了解材料特性。然后可以在微觀層面研究在宏觀尺度上檢測到的粉末異常，并將精確定位轉移到電子顯微鏡或X射線計算機斷層掃描上，從而實現無障礙納米范圍分析。這有助于客戶更快地評估粉末質量，并在構建階段防止與材料相關的缺陷。
Marcin Bauza博士：除了顯微鏡之外，其他蔡司解決方案也在增材制造中發揮作用。例如，打印過程中的錯誤可以通過我們的蔡司3D光學掃描儀(白光和X射線掃描系統進行調查。這意味著公司可以在幾分鐘內收到整個組件的體積模型，然后可以輕松地將這些實際數據與CAD模型中的目標數據進行比較。這些信息也可以通過印后步驟進行驗證，從而可以在“構建”狀態分析零件，然后到熱處理狀態，*后從構建板上移除。了解后處理過程對*終零件尺寸特性的影響程度，對于建立構建配方和得出工藝參數的結論至關重要。這種測試可以用傳統的接觸式三坐標測量機進行，也可以利用*新的CT X射線技術。此外，增材制造零件的表面粗糙度可能是導致部件裂紋擴展的原因，這也應該加以審查。蔡司有用于外部和內部表面的解決方案，使用的是光學白光和基于X射線的系統。此外，整個工藝鏈中的所有測試信息都可以與質量數據管理軟件蔡司PiWeb相結合，從而實現詳細的統計評估。上述技術已經在經典制造環境中使用，并且可以利用經驗和專業知識，為增材制造工藝開發和總體收益提高提供快速途徑。
總之，蔡司一直不斷提高測量技術以滿足增材制造等新興制造業的需求，為世界工業的發展貢獻自己的力量。以上就是蔡司三坐標授權代理商昆山友碩為您整理的蔡司三坐標在3D打印領域所提供的質量檢測方案。希望對您有所幫助。