3D 打印的质量保证和认证

1。简介：3D打印中的信任问题

在传统制造工艺（例如铸造或锻造块加工）中，材料结构在零件成型之前就已存在。半成品可以进行认证。然而，在增材制造中，材料只能在施工过程中通过数百万次小型熔化过程产生。

特别是在安全关键型行业（航空、医疗技术、能源），核心问题是：我如何知道我的组件内部没有孔隙、裂缝和粘合错误？本白皮书致力于质量保证 (QA) 和认证。

2。现场监控：每秒监控

添加剂质量保证的最高原则是在过程中（现场）进行监控。

• 熔池监测：高速摄像机（通常在红外范围内）同轴位于激光束路径中，观察熔池的形状、尺寸和温度。如果这偏离了标准（例如，因为局部太热并蒸发，从而导致毛孔），则会在 3D 坐标中精确记录。
• 光学断层扫描：每涂一层粉末，相机都会拍摄整个施工平台的图像。早在零件完成之前，就可以逐层创建施工过程的三维“X 射线视图”。

3。无损检测（NDT）

打印后，必须在不损坏组件的情况下检查组件是否存在内部错误。

• 工业计算机断层扫描（CT 扫描）：CT 是最可靠但也是最昂贵的程序。 X 射线穿过组件，甚至可以显示出微米范围内的孔隙。然而，当涉及大型部件（例如厚钢或铬镍铁合金）时，传统 CT 扫描仪的辐射输出达到其物理极限。
• 超声波测试：这是一种经过验证的工艺，但在增材制造、粗糙表面和复杂晶格结构方面存在局限性。
• 染料渗透测试 (PT)：一种极其经济高效的方法，用于查找延伸至表面的微裂纹。热处理后的理想选择。

4。破坏性测试

为了展示机械性能（拉伸强度、屈服强度、缺口冲击强度），使用了统计破坏。

• 拉杆：每次打印作业时，都会在构建平台的边缘打印标准化拉杆。处理结束后，这些木棒在测试实验室中被撕碎。前提：如果拉伸测试通过了应力测试，则同一平台上的组件也具有所需的机械特性。

5。供应链认证及资质

例如，为了获得航空认证，不仅必须“冻结”零部件，而且必须“冻结”整个供应链。

• 粉末可追溯性：每一克粉末必须完全可追溯，从粉末制造商到筛分站再到施工平台。污染（例如钛与钢粉的交叉污染）绝对是致命的。
• 固定流程认证：经批准后，制造商不得对参数（激光功率、扫描速度、粉末批次）进行任何更改。理论上，每次打印机软件更新都需要进行新的、昂贵的验证。

6。结论：数字认证之路

每个单独组件的手动检查和 CT 扫描无法扩展到大规模生产。认证的未来在于机器学习：如果人工智能算法能够完美地评估现场监控，并保证：“此打印没有错误”，那么该组件将直接从机器获得认证（天生认证）。在那之前，质量保证仍然是附加价值创造的一个成本密集型但必不可少的部分。