目前絕大部分零部件的生產(chǎn)仍然采用的是傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式，即通過機(jī)床對零部件進(jìn)行車銑、刨磨等，其技術(shù)已經(jīng)非常的成熟羊脾，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)精密以及超精密加工。然而對于有些非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)玛耿，這種減材的加工方式认畦，仍然很難去實(shí)現(xiàn)。

得益于最近二十年飛速發(fā)展的增材制造技術(shù)漱蔬，也就是我們常說的3D打印技術(shù)御颇。使得這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件的生產(chǎn)由不可能成為了可能。

相對于傳統(tǒng)的減材加工方式语诈，增材制造技術(shù)除了能夠生產(chǎn)出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件之外材框，還有很多其他的優(yōu)勢。比如原先需要8個(gè)零件組裝的部件現(xiàn)在只需要1個(gè)察颅，大大減少了零件的數(shù)量及裝備的過程缰俭。同時(shí)通過新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)零部件用材更少叫质、更輕京挖、更加堅(jiān)固。

在增材制造整個(gè)生產(chǎn)過程中物喷，蔡司能提供從原材料粉末的分析表征怔揩、到印后缺陷的觀察檢測、尺寸測量脯丝、材料的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、表面質(zhì)量再到所有數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)等一系列的軟硬件產(chǎn)品方案伏伐。

01粉末材料的表征

各種粉末材料作為增材制造的原材料宠进，對其質(zhì)量的把關(guān)是增材制造質(zhì)量控制的第一步。粉末顆粒的尺寸大小藐翎、尺寸分布材蹬、形狀、表面形貌吝镣、內(nèi)部致密性等堤器，不僅影響打印后產(chǎn)品的性能而且還會(huì)影響整個(gè)工藝過程昆庇。

? 利用蔡司光學(xué)顯微鏡能夠快速得到粉末顆粒尺寸分布信息

? 利用蔡司掃描電子顯微鏡能夠獲取極小至納米尺度的顆粒尺寸信息，顆粒表面形貌信息闸溃，以及顆粒的成份信息 

? 利用蔡司 X射線顯微鏡能夠?qū)︻w粒形狀整吆、尺寸和體積分布進(jìn)行詳細(xì)分析。分析粉末床壓實(shí)度與形狀的關(guān)系有助于確定合適的工藝參數(shù)啥诈，縮短最佳打印配方的開發(fā)绎揭。

? 利用光學(xué)顯微鏡以及掃描電子顯微鏡進(jìn)行的都是顆粒二維的觀察及分析。而利用X射線顯微鏡則可以獲取顆粒三維方向的數(shù)據(jù)专稼，同時(shí)還可以一次掃描多個(gè)顆粒叉室。這里展示的是同時(shí)掃描三種顆粒的結(jié)果對比，分別是干凈顆粒缰嘴、污染顆粒及報(bào)廢顆粒布撑。可以看到報(bào)廢顆粒的粒徑非常大行兼。

02印后產(chǎn)品缺陷與內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察

粉末的質(zhì)量以及在構(gòu)建過程中的分散方式可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中形成空隙或材料雜質(zhì)辩洪。使用蔡司光學(xué)顯微鏡檢查產(chǎn)品構(gòu)建質(zhì)量或使用高分辨率 X 射線顯微鏡檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于確定工藝參數(shù)的影響，并更快地定義實(shí)現(xiàn)最佳產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)寡专。

? 通過光學(xué)顯微鏡的使用存睬，對產(chǎn)品表面特征的特寫提供了對零件質(zhì)量和工藝參數(shù)可能存在 的缺陷，從而更好地了解微裂紋和分層的起源茧伍。

? 增材制造為前所未有的設(shè)計(jì)自由打開了大門栽逸，允許復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。高分辨率 X 射線顯 微鏡能夠?qū)@些結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)特的觀察咽安，并分析潛在的內(nèi)部缺陷伴网。

? X射線顯微鏡檢測可以提供構(gòu)建完整性的獨(dú)特視圖，并顯著幫助優(yōu)化 3D 打印過程妆棒。零件的掃描圖像可以在任何方向上進(jìn)行橫切澡腾，并與 CAD 標(biāo)準(zhǔn)圖表進(jìn)行比較。

03印后產(chǎn)品材料質(zhì)量檢測

與傳統(tǒng)的制造方法不同糕珊，增材制造工藝要求粉末在制造過程中熔化动分。因此熔融溫度等工藝參數(shù)極大地影響晶體結(jié)構(gòu)以及零件性能。

? 利用光學(xué)顯微鏡表征使用短的局部激光束熔融顆粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)

▲AlSi10Mg 沿建造方向橫截面

? 利用電子背散射衍射（EBSD）的掃描電鏡红选，可以對晶體或多晶材料進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的晶體 學(xué)表征和研究澜公。

▲EBSD 晶體取向圖，單個(gè)晶粒著色喇肋，看不見激光加工痕跡

? 用于傳統(tǒng)生產(chǎn)和增材制造的原材料坟乾，相同的材料可以具有完全不同的晶體結(jié)構(gòu)。這種差異將極大地影響成品零件的機(jī)械性能蝶防。

▲傳統(tǒng)生產(chǎn)與增材制造 AlSi10Mg 結(jié)構(gòu)的比較

04印后產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測

表面粗糙度對零件的機(jī)械和視覺質(zhì)量至關(guān)重要甚侣。增材制造的零件可能非常復(fù)雜袍城，隱藏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法接近。使用高相關(guān)光學(xué)輪廓儀和高分辨率 X 射線顯微鏡妇保，無論在零件內(nèi)部或外部位置進(jìn)行詳細(xì)的表面分析篓翠。

? 利用光學(xué)共聚焦顯微鏡能夠快速獲取零件表面符合 ISO 測試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度，利用 X 射線顯微鏡能夠獲取零件內(nèi)表面符合 ISO 測試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度

▲光學(xué)顯微鏡與 X 射線顯微鏡粗糙度測試結(jié)果比較

（蔡司工業(yè)質(zhì)量解決方案）

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