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SigmaLabs:过程质量保证对金属3D打印的重要性

发布日期:2022-08-09 00:41浏览次数:
本文摘要:虽然金属3D打印机技术在制造业具有相当大的发展空间,但仍有许多问题妨碍了它的普遍用于。除了金属3D打印机的成本较高之外,还有一个相当大的问题是打印机的可重复性和质量掌控,尤其是牵涉到到像必要金属激光工件(DMLS)这样的粉末床工艺时,这个问题更加引人注目。在打印机过程中,由于零件承托结构的布局和增大其剩下压力所引发的变化,打印机操作者或工程师有可能要多次打印机才能获得最后想的效果。

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虽然金属3D打印机技术在制造业具有相当大的发展空间,但仍有许多问题妨碍了它的普遍用于。除了金属3D打印机的成本较高之外,还有一个相当大的问题是打印机的可重复性和质量掌控,尤其是牵涉到到像必要金属激光工件(DMLS)这样的粉末床工艺时,这个问题更加引人注目。在打印机过程中,由于零件承托结构的布局和增大其剩下压力所引发的变化,打印机操作者或工程师有可能要多次打印机才能获得最后想的效果。

  因此,许多公司正在希望掌控打印机环境来可信且可反复地生产优质零件,由洛斯阿拉莫斯国家实验室的前工作人员正式成立的SigmaLabs公司就是其中之一。该公司仍然在为粉末床金属3D打印机工艺研发质量掌控硬件和质量控制软件。  作为美国官方3D打印机创意研究机构AmericaMakes的成员,SigmaLabs仍然在与国防和航空航天生产领域的著名公司,如GE和Honeywell,展开高水平的3D打印机项目合作。

GE和Honeywell早已开始在自己的内部机器上测试SigmaLabs独特的过程质量保证(IPQA)软件。  “在与波音公司的共同努力下,我们的质量保证软件再一投入使用。

六年前,波音正在为他们的787Dreamliner展开钛合金线性摩擦焊。当时我们为波音公司研发的技术构成了今天质量保证软件(thequalityassurancesoftware)的基础。”SigmaLabs的CEOMarkCola说道,“此后多年,我们跟波音公司一起研发这款软件,但被应用于到了有所不同的生产工艺上。

”  SigmaLabs研发的质量保证软件可以被应用于到许多生产工艺上,还包括其他形式的3D打印机。  事实上,Cola说道SigmaLabs早已在Arcam的电子束熔融3D打印机技术上顺利地实行了PrintRite3D,然而现在SigmaLabs的研发重点是DMLS。  目前,PrintRite3D由三个云软件模块(INSPECT、CONTOUR和ANALYTICS)和一个硬件包在(SENSORPAK)构成。

硬件包可由SigmaLabs许可分开用于。  SENSORPAK还包括一系列传感器和一个统合到3D打印机上的计算机模块以监控打印机过程。  INSPECT模块监测3D打印机打印机室的温度,来获取可操作者的冶金数据。

  CONTOUR模块处置零件的可视化数据,以获取有关零件的几何信息。  仍在研发中的ANALYTICS模块不会把来自多台机器和多个零件的所有信息联系在一起,即时为一家公司获取全局的打印机、产品和打印机数据。

  PrintRite3D工作流程再行让SENSORPAK在打印机过程中搜集大量的热历史数据和光学数据,然后再行继续执行数据还原成,已完成后会把数据发送给云应用于。云应用于接到数据后会对其展开处置分析,之后再行将数据传输给机器操作员。

操作员据此来确认打印机过程中的打印质量。  INSPECT模块和CONTOUR模块获取了许多适当的过程质量保证,尤其是打印机对象的冶金和几何数据。

机器操作员也可以和SigmaLabs一起来为每种材料和和每种零件确认一个标准的打印机和打印机过程。这样,在打印机过程中,打印机对象就有了一个参考标准,以此来确保正在被打印机的零件是合格的。  “打印机时,你必须一种途径,以保证正在被打印机的对象是合乎设计意图的。”Cola认为,“这个途径就是制订一个标准,且这个标准总有一天会转变,其他一切都将以此为准。

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在设计模型时,你用我们的传感器和软件应用来制订一个标准,然后再行用我们的数据库来将这一标准副本;当你在展开产品测试时,还不会之后参照这个标准。  在3D打印机中,质量保证是适当的。

在打印机最后用于零件前,其设计首先不会经过多次试验和错误测试,同时机器操作员不会要求打印机参数。然而,确认零件否合格的质量保证方法往往便宜而耗时,甚至具备破坏性。

  这些方法还包括破坏性测试,在这种测试中,操作者人员不会破坏零件来测量其物理性能以及它是如何忍受各种压力的;当然也有非破坏性测性技术,如X射线或超声波测试。破坏性测试检查得十分完全,非破坏性测试却有可能无法检查使得3D打印机显得如此有价值的简单内部几何形状。

  “公司一般使用计算机断层扫描。”Cola说道,“你可以想象那样成本得多低。

对于那些非常复杂的设计,我们有一些客户,他们每花上一美元来制作零件,就得花上四到六美元来检查它,保证零件准确的成本太高了。因此,他们十分期望生产和检查能同时展开。

”  Cola认为,IPQA是一种用来确认零件质量和检查零件否合格的更加有效地的方式,且成本可能会更加较低。随着3D打印机用户对这项技术更加有信心,IPQA可以开始代替一些在零件打印机已完成后才对其展开检查的质量保证方法。  SigmaLabs公司CEOMarkCola  最近使用SigmaLabs的IPQA系统的生产公司是Woodward。

Woodward主要为航空航天制造商,如GE、普惠、劳斯莱斯和霍尼韦尔(Honeywell),获取燃料电路和燃料燃烧室等零件。  Cola说明说道,“今年秋天,Woodward将加装他们的第一台内部金属3D打印机,他们想要在这台机器用于的第一天就加装上我们的质量保证软件。

”目前,Woodward已重新加入SigmaLabs的早期使用者计划(EarlyAdopterProgram),Woodward将评估PrintRite3D的软件模块。为此,Woodward将在一台新的EOSM2903D打印机上加装PrintRite3D。

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  SigmaLabs仍在之后与公司合作来提升自身产品,同时不断扩大影响。除了上述航空公司外,它还在与EOS、通快(Trumpf)等3D打印机生产商合作,必要将PrintRite3D应用于到他们的机器上。软件方面,SigmaLabs早已在与Materialise合作,将PrintRite3D必要映射Materialise的3D打印机自动化与控制系统Streamics上。

  SigmaLabs目前也在与质量掌控领域的另一家公司3DSIM合作开发牵头产品。Cola说道,3DSIM致力于质量掌控的前端,而SigmaLabs则与其忽略,专心于后端,即打印机过程中的质量保证和统计资料掌控。

  Cola确实想要构建的是一个过程质量掌控机制,一个闭环对系统电路,以缺失打印机过程。为了获得一个闭环对系统电路,Cola指出首先应当创建过程监测和数据采集。  通过与所有这些公司合作,SigmaLabs早已将它的解决方案带入到3D打印机行业的方方面面,从最终用户如GE到制造商如EOS和软件开发商像Materialise。

为了构建完全闭环,Cola说道SigmaLabs也早已正式成立了一个3D打印服务部。在这个部门,SigmaLabs可以与客户一起设计、测试、打印机零件并保证其合格。客户既可以将PrintRite3D内化为第三方服务部,也可以让SigmaLabs为他们3D打印机零件。  最后,Cola看见IPQA不仅被应用于到3D打印机行业,还被应用于到其他生产领域。

他说明说道,“随着工业物联网的蓬勃发展,所有这些生产机器都必须一台边缘计算机。它或许是我们的SENSORPAK,但里面可能会有有所不同的传感器,因为这是一个有所不同的过程。

”  换句话说,在旋即的将来,PrintRite3D可能会提升3D打印机。但从将来来看,类似于的过程质量保证技术可以应用于到各种类型的先进设备生产设备上。


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