金屬3D打印實(shí)時(shí)調(diào)整參數(shù)修復(fù)缺陷，國(guó)內(nèi)取得重大突破！

3D打印技術(shù)參考注意到，西空智造近日在金屬3D打印質(zhì)量保障方面取得重大突破——不僅能夠在線檢測(cè)出缺陷，還可通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)整工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)異常修復(fù)。同樣重要的是，西空智造還將實(shí)時(shí)調(diào)控的修復(fù)結(jié)果與金相分析數(shù)據(jù)、CT檢測(cè)結(jié)果等進(jìn)行了全方位對(duì)比，證明了這一成果的有效性。

金屬3D打印質(zhì)量保障

從被動(dòng)監(jiān)控到主動(dòng)修復(fù)的演變

在金屬3D打印應(yīng)用日益繁榮的今天，質(zhì)量問(wèn)題是否變得沒(méi)有以前那樣重要？答案顯然不是。消費(fèi)電子領(lǐng)域一直在強(qiáng)調(diào)良品率，商業(yè)航天對(duì)零部件的可靠性、一致性和可追溯性更是提出了苛刻的要求。金屬3D打印技術(shù)發(fā)展至今天，主流的趨勢(shì)已經(jīng)從過(guò)去依賴昂貴的無(wú)損檢測(cè)，過(guò)渡到使用在線監(jiān)控保障。

在此方面，西空智造確實(shí)是國(guó)內(nèi)的先行者，其在2020年就推出了國(guó)產(chǎn)金屬在線監(jiān)控系統(tǒng)。但這種方式仍舊屬于事后把關(guān)，若質(zhì)量合格則可以提供證據(jù)，若質(zhì)量不合格，就只才能重新打印。

因此，該技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)就變成了根據(jù)檢測(cè)結(jié)果實(shí)時(shí)工藝參數(shù)調(diào)整，針對(duì)性的修復(fù)缺陷，這一概念由業(yè)內(nèi)的創(chuàng)新領(lǐng)導(dǎo)者EOS提出并率先實(shí)現(xiàn)，而西空智造則在今天提供了國(guó)產(chǎn)解決方案。

西空智造鍛打印技術(shù)制造的擴(kuò)散段

西空智造金屬3D打印

缺陷主動(dòng)修復(fù)機(jī)理

西空智造新一代激光熔池強(qiáng)度監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了“實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)→異常診斷→調(diào)控修復(fù)”的全流程閉環(huán)：

?? 缺陷精準(zhǔn)檢測(cè)

該系統(tǒng)集成了高精度傳感器，能夠?qū)崟r(shí)精準(zhǔn)捕捉熔池狀態(tài)；結(jié)合智能算法，可精準(zhǔn)識(shí)別出缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)質(zhì)量問(wèn)題的精準(zhǔn)定位與源頭管控。

熔池強(qiáng)度的二維映射圖

?? 協(xié)同參數(shù)調(diào)整

西空智造指出，新升級(jí)的系統(tǒng)支持用戶自定義設(shè)置缺陷修復(fù)參數(shù)， 系統(tǒng)在識(shí)別到缺陷后可根據(jù)設(shè)定的工藝響應(yīng)策略進(jìn)行調(diào)控修復(fù)，有效防止缺陷“生長(zhǎng)”。

?? 質(zhì)量可追溯

系統(tǒng)會(huì)記錄每一次調(diào)控修復(fù)操作，從而形成完整的工藝數(shù)據(jù)鏈條，實(shí)現(xiàn)后續(xù)的質(zhì)量追溯。更值得關(guān)注的是，通過(guò)算法構(gòu)建的匹配機(jī)制，能夠精確定位異常熔化道的空間位置，并獲取其核心特征參數(shù)。

單熔道結(jié)果分析

缺陷修復(fù)效果多方位驗(yàn)證

從上述功能介紹可以看出 ，新升級(jí)的 激光熔池強(qiáng)度監(jiān)控系統(tǒng)具有有效的質(zhì)量保障和缺陷修復(fù)功能，但實(shí)際應(yīng)用效果能不能達(dá)到所描述的那樣，必然受到質(zhì)疑。這包括兩個(gè)方面——實(shí)時(shí)檢測(cè)是否能精準(zhǔn)、在線調(diào)控修復(fù)是否真的有效。

西空智造表示，其研發(fā)團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)對(duì)比了標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)試塊、異常參數(shù)試塊及調(diào)控修復(fù)試塊的熔池強(qiáng)度在線檢測(cè)與工業(yè)CT檢測(cè)結(jié)果，驗(yàn)證了實(shí)時(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確度。同時(shí)開展了CT檢測(cè)、金相分析與拉伸性能測(cè)試，從無(wú)損精準(zhǔn)定量、微觀組織觀測(cè)到力學(xué)性能評(píng)估的全維度，綜合評(píng)估了實(shí)時(shí)調(diào)控修復(fù)效果的有效性。

?? 實(shí)時(shí)檢測(cè)的準(zhǔn)確度驗(yàn)證

精準(zhǔn)識(shí)別缺陷是這套質(zhì)量調(diào)控系統(tǒng)發(fā)揮價(jià)值的基礎(chǔ)。系統(tǒng)對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)、異常、調(diào)控修復(fù)試塊的熔池強(qiáng)度在線檢測(cè)與工業(yè)CT檢測(cè)結(jié)果，顯示熔池強(qiáng)度二維映射圖能準(zhǔn)確反映零件成形質(zhì)量，軟件檢測(cè)與CT結(jié)論高度一致。這證明了熔池檢測(cè)系統(tǒng)缺陷精準(zhǔn)識(shí)別的有效性。

?? 在線調(diào)控的有效性驗(yàn)證

西空智造采用工業(yè)CT對(duì)試塊的內(nèi)部質(zhì)量、成形精度進(jìn)行驗(yàn)證。從圖示結(jié)果可以看到在執(zhí)行調(diào)控修復(fù)操作后，圖像中無(wú)明顯灰度差異，原有孔隙缺陷被消除。

金相組織檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)試樣和調(diào)控修復(fù)后的試樣金相組織均較為致密，未觀察到較大的孔隙缺陷，整體質(zhì)量較高。

拉伸測(cè)試顯示，經(jīng)過(guò)調(diào)控修復(fù)的拉伸棒，其力學(xué)性能較參數(shù)異常的同類拉伸棒有明顯提升，并達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)力學(xué)性能。

因此，金相分析、CT檢測(cè)及拉伸檢測(cè)的實(shí)際結(jié)果說(shuō)明，在系統(tǒng)識(shí)別到缺陷并主動(dòng)調(diào)控修復(fù)后，缺陷較參數(shù)異常時(shí)明顯減少，性能也趨近與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相一致。這證明了在線調(diào)控功能的有效性。

這是國(guó)內(nèi)首次有企業(yè)宣稱實(shí)現(xiàn)了金屬3D打印實(shí)時(shí)參數(shù)調(diào)整來(lái)控制打印質(zhì)量，并給出了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行作證，它代表著國(guó)內(nèi)在該技術(shù)層面的發(fā)展正在追趕國(guó)際先進(jìn)水平，也許仍有不足，但短板正在補(bǔ)齊。

西空智造近年來(lái)是業(yè)內(nèi)快速發(fā)展起來(lái)的一個(gè)新星，其主打高質(zhì)量金屬3D打印，快速構(gòu)建起了具有典型特色的技術(shù)壁壘。該公司也表示，將始終以行業(yè)實(shí)際應(yīng)用需求為導(dǎo)向，不斷迭代產(chǎn)品功能，為 增材制造行業(yè)提供更全面、更高效的質(zhì)量解決方案。

注：本文由3D打印技術(shù)參考創(chuàng)作，未經(jīng)聯(lián)系授權(quán)，謝絕轉(zhuǎn)載。

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