今天,增材制造(AM,俗称3D打印)正在极大地改变制造商生产最终使用的零件和部件的方式。毋庸置疑的是,对AM的精度和可重复公差范围的分析已成为一个重要议题。如果一个AM零件是安全关键的航空航天或医疗应用的组成部分,那么实现符合设计意图的尺寸和表面光洁度的公差目标是至关重要的。这就是计量学发挥验证成品零件质量需关键作用的地方。

在生产主要的AM零件时,制造商必须满足严格的公差。而计量系统在其中发挥着重要作用,计量传感器允许过程监控和质量控制,优化AM的尺寸精度和表面质量。

增材制造带来了一系列问题,可能影响成品的完整性。它还引入了一系列独特的表面特征,使测量和验证的工作更加困难。在寻找对过程控制至关重要的相关计量学时,我们仍在试图了解在AM生产的零件表面应该寻找什么,以及这些与零件之间的功能和关系。

在测量AM零件时,公司经常采用一种经验性的方法,也就是说没有一个单一的解决方案能被完全信任且提供足够准确的数据。基本上,AM零件被 "过度测试",而这意味着额外的时间与费用成本。为了克服这个问题,计量解决方案供应商需要调整现有的计量技术,使其与AM工艺和最终使用的AM零件的独特特征相一致。这些特性包括不规则的、陡峭的表面形貌,许多测量技术无法捕捉到这些特性。

工艺后计量解决方案

通过对ZYGO 3D光学剖面仪中的相干扫描干涉测量(CSI)技术的广泛研究和开发,我们现在可以向业界提供高精度的AM计量工具。这些仪器使用创新的硬件和软件升级,在ZYGO被称为 "更多数据技术",这使得这些仪器更适合于AM零件。这些仪器能够测量具有广泛反射率的部件,这对于使用干涉测量法作为测量原理的其他仪器来说往往是一个难题。

AM零件的表面对现有的表面形貌测量提出了挑战,并且由于高的表面坡度、空隙、焊接痕迹和下切特征而无法使用标准化的纹理参数进行表征,ZYGO还积极参与研究AM零件表面形貌测量的校准、可追溯性、特性和验证。