生產(chǎn)取得新突破，占據(jù)市場領(lǐng)先優(yōu)勢，相信這是眾多公司的遠(yuǎn)大目標(biāo)尔粮。從增材制造的最新趨勢來看，這是有可能實現(xiàn)的用省。MarcinBauza博士激靡、ClausHermannst博士和Robert Zarnetta博士向我們介紹了蔡司是如何為具有開拓進取精神的創(chuàng)業(yè)者提供支持的。

自第一批創(chuàng)業(yè)公司成功利用3D打印或熔化技術(shù)實現(xiàn)金屬粉末成型之后松浆，越來越多的公司希望通過增材的方法來彌補傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的不足窑竖。如何打造快速全面的金屬零件增材制造技術(shù)，在很大程度上取決于工藝過程鏈結(jié)束時的產(chǎn)率一良品率旧晴。蔡司工業(yè)測量技術(shù)部的戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)發(fā)展負(fù)責(zé)人Claus Hermannstadter博士适固、新技術(shù)和創(chuàng)新總監(jiān)Marcin Bauza博士以及蔡司顯微技術(shù)部的制造和裝配業(yè)務(wù)部門負(fù)責(zé)人Robert Zarnetta博士介紹了蔡司如何在整個價值鏈的增材制造中實現(xiàn)工藝改進。

1.為什么3D打印在蔡司所供服務(wù)范圍中扮演著越來越重要的角色遮尚？

Claus Hermannstadter博士：增材制造最重要的潛力之一就是可以生產(chǎn)出具有獨特幾何形狀和結(jié)構(gòu)誊涯、無法通過常規(guī)方法來制造的部件，利用該技術(shù)制成的部件可以具備全新的功能蒜撮。從醫(yī)用植入物到飛機渦輪機暴构，工業(yè)3D打印可以應(yīng)用于各種頗具前景的領(lǐng)域。機械和機器制造段磨、汽車取逾、航空航天、制藥苹支、消費類電子產(chǎn)品和醫(yī)療技術(shù)行業(yè)有三分之一的公司已經(jīng)開始從事增材制造砾隅。因此，我們有理由相信在不久的將來债蜜，利用打印機可以制造出越來越多的關(guān)鍵部件晴埂。這一技術(shù)的效率在很大程度上取決于企業(yè)對增材制造工藝鏈的理解和控制程度，以及反饋效果如何寻定。

蔡司可提供幾乎最全面的解決方案儒洛，從材料測試到最終檢驗，確保達(dá)到增材制造部件所需的質(zhì)量要求狼速。此外琅锻，我們與許多合作伙伴緊密協(xié)作，其中包括研究機構(gòu)和增材制造技術(shù)用戶儿戏，以加強我們對該領(lǐng)域工藝流程和專有技術(shù)的理解象体。結(jié)合利用我們在顯微鏡、材料研究和測量方面170多年的經(jīng)驗肮脱，我們可以更好地為客戶提供建議档改，同時也能夠游刃有余地從事制定質(zhì)量保證標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的工作。

Marcin Bauza博士：盡管這項技術(shù)目前被大肆宣傳夜痊，因為它提供了新的機會谅囚，例如輕量化和資源節(jié)約，但它仍處于起步階段淆捆。該行業(yè)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能保證從傳統(tǒng)制造工藝中獲得的高重復(fù)性和可靠性雄防。與常規(guī)減法方法相比，增材制造只有一小部分組合專有技術(shù)暑懊。

因此康局，需要在打印過程鏈的每個步驟中進行大量的研究，以實現(xiàn)最佳的零件打印蜒金。獲得這一過程知識可能需要幾年的時間蟆盐。換句話說：對于試錯方面還有很多工作要做。然而遭殉，通過對材料和工藝的詳細(xì)分析石挂，可以顯著減少迭代循環(huán)的次數(shù)。蔡司擁有豐富的專業(yè)知識和獨特的技術(shù)险污，能夠更深入地了解和詳細(xì)監(jiān)控大部分工藝步驟痹愚，例如材料粉末表征，即粉末尺寸和形狀蛔糯，以及分布分析拯腮、晶體學(xué)分析、構(gòu)建缺陷蚁飒、內(nèi)外表面分析和內(nèi)外尺寸分析动壤。它們允許工藝步驟之間的關(guān)聯(lián)，并熟知建造后處理的影響飒箭，例如熱處理對最終尺寸特征的影響狼电。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(guān)聯(lián)可以顯著改善整體零件性能弦蹂。

2.蔡司如何支持公司確保增材制造的金屬部件的質(zhì)量和優(yōu)化工藝哥钉？

Robert Zarnetta博士：如前所述，我們有一個非常廣泛的解決方案組合瀑红，可在打印過程之前和之后使用峦铲。例如，公司經(jīng)常用我們的光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡來表征粉末贼扩。這對于質(zhì)量保證來說是一個重要的問題筑轻，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(yán)格規(guī)格的粉末璧酣。根據(jù)我們的經(jīng)驗具雹，這些參數(shù)的偏差對最終產(chǎn)品的質(zhì)量有很大影響滥庭。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衔系，是否其能夠用于高質(zhì)量構(gòu)建胞讯。為了進一步幫助分析，我們開發(fā)了相關(guān)技術(shù)砾褂，使客戶能夠縮小光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡之間的差距炸涝，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馍资，并將精確定位轉(zhuǎn)移到電子顯微鏡或X射線計算機斷層掃描上筒主，從而實現(xiàn)無障礙納米范圍分析。這有助于客戶更快地評估粉末質(zhì)量鸟蟹，并在構(gòu)建階段防止與材料相關(guān)的缺陷乌妙。

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(fā)揮作用戏锹。例如冠胯，打印過程中的錯誤可以通過我們的3D光學(xué)掃描儀(白光和X射線掃描系統(tǒng)進行調(diào)查。這意味著公司可以在幾分鐘內(nèi)收到整個組件的體積模型锦针，然后可以輕松地將這些實際數(shù)據(jù)與CAD模型中的目標(biāo)數(shù)據(jù)進行比較荠察。這些信息也可以通過印后步驟進行驗證，從而可以在“構(gòu)建”狀態(tài)分析零件奈搜，然后到熱處理狀態(tài)悉盆，最后從構(gòu)建板上移除。了解后處理過程對最終零件尺寸特性的影響程度馋吗，對于建立構(gòu)建配方和得出工藝參數(shù)的結(jié)論至關(guān)重要焕盟。這種測試可以用傳統(tǒng)的接觸式坐標(biāo)測量機進行，也可以利用最新的CT X射線技術(shù)福咙。此外铣飘，增材制造零件的表面粗糙度可能是導(dǎo)致部件裂紋擴展的原因，這也應(yīng)該加以審查秋孕。蔡司有用于外部和內(nèi)部表面的解決方案卤酬，使用的是光學(xué)白光和基于X射線的系統(tǒng)。此外绞胡，整個工藝鏈中的所有測試信息都可以與質(zhì)量數(shù)據(jù)管理軟件蔡司PiWeb相結(jié)合枕娱，從而實現(xiàn)詳細(xì)的統(tǒng)計評估。上述技術(shù)已經(jīng)在經(jīng)典制造環(huán)境中使用覆逊，并且可以利用經(jīng)驗和專業(yè)知識叶素，為增材制造工藝開發(fā)和總體收益提高提供快速途徑。

3.我們要去哪里？蔡司如何進一步提高增材部件的工藝穩(wěn)定性和質(zhì)量屹请？

Claus Hermannstadter博士：一些3D打印機制造商開始自己監(jiān)測打印過程枚鸭。我們目前正在密切關(guān)注這些事態(tài)發(fā)展。我們一定會創(chuàng)建接口蟀思，以便在蔡司PiWeb中包含進程中數(shù)據(jù)零院。然后增材制造的用戶可以將各種質(zhì)量和測量數(shù)據(jù)相互關(guān)聯(lián)，更快地發(fā)現(xiàn)錯誤村刨。當(dāng)然，我們看到了進一步改進的潛力撰茎。我們的目標(biāo)是開發(fā)一種自學(xué)解決方案嵌牺，基于在打印機中組裝金屬部件期間獲取的質(zhì)量數(shù)據(jù)，確定檢測到的缺陷是否會影響最終產(chǎn)品的性能龄糊。這樣的解決方案將提供流程反饋逆粹，在極端情況下，還會本著工業(yè)4.0的精神加入打印流程炫惩。

Robert Zarnetta博士：不僅如此僻弹。通過匯集和評估從金屬粉末的材料特性到打印機中的環(huán)境條件以及部件的微觀結(jié)構(gòu)的所有信息，我們甚至可以影響上游工藝他嚷，例如使設(shè)計人員能夠開發(fā)出可以在沒有任何問題的情況下生產(chǎn)具有相同功能性能的模型蹋绽，以避免缺陷發(fā)生。

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（蔡司工業(yè)測量）

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