近日，新墨西哥州增材制造軟件開發(fā)商Sigma Labs，在美國(guó)國(guó)防部DARPA的一項(xiàng)研究中獲得了其printrite3d平臺(tái)的第三方驗(yàn)證。本研究討論了生產(chǎn)質(zhì)量一致的復(fù)雜金屬零件的驗(yàn)證過(guò)程。它由DARPA的開放式制造計(jì)劃贊助，并與飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)制造商霍尼韋爾公司合作進(jìn)行，霍尼韋爾自2014年以來(lái)一直與Sigma Labs合作。作為美國(guó)國(guó)防部（DoD）的一個(gè)機(jī)構(gòu)，DARPA負(fù)責(zé)開發(fā)新技術(shù)供軍方使用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，它制定了開放式制造計(jì)劃，以“降低成本，加速交付高質(zhì)量的制成品，并且成品的性能可以預(yù)測(cè)”。
DARPA驗(yàn)證的質(zhì)量保證和過(guò)程監(jiān)控
  金屬增材制造當(dāng)前最主要的挑戰(zhàn)之一就是在零件生產(chǎn)的過(guò)程中檢驗(yàn)零件質(zhì)量。使用試錯(cuò)法，這對(duì)制造商來(lái)說(shuō)是一個(gè)巨大的成本。

PRINTRITE3D是一個(gè)硬件模塊和兩個(gè)軟件模塊的組合，用于增材制造質(zhì)量保證和過(guò)程監(jiān)控。當(dāng)它們一起使用時(shí)，它們實(shí)時(shí)收集和處理用戶可以分析和檢查的數(shù)據(jù)，并在必要時(shí)實(shí)施糾正。對(duì)于高質(zhì)量的最終使用零件，金屬3D打印過(guò)程需要現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控。制造后，還應(yīng)檢查這些零件是否存在高孔隙、不正確密度、殘余應(yīng)力、開裂和翹曲等缺陷。因此，直到打印完成，制造商才知道零件是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范。
    PRINTRITE3D硬件包括三個(gè)單獨(dú)的模塊。SensorPak是一個(gè)硬件模塊，它包括一組離軸和軸上進(jìn)程內(nèi)傳感器，用于在3D打印期間收集每個(gè)單獨(dú)層上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。然后，sensorpak收集的數(shù)據(jù)被輸入兩個(gè)軟件 INSPECT 和 CONTOUR。Inspect使用傳感器數(shù)據(jù)建立過(guò)程中每個(gè)金屬或合金的過(guò)程度量，為用戶提供零件質(zhì)量報(bào)告。
Contour是一個(gè)逐層幾何測(cè)量工具。它為用戶提供了在生產(chǎn)過(guò)程中將打印部件與原始數(shù)字CAD模型進(jìn)行比較的能力。

推進(jìn)金屬增材制造大規(guī)模工業(yè)化
      國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局自20世紀(jì)90年代以來(lái)一直在研究3D打印的可行性，熱衷于解決國(guó)防系統(tǒng)開發(fā)、原型設(shè)計(jì)和測(cè)試過(guò)程中的“成本上升”和延遲問(wèn)題。最近的研究表明，printrite3d在生產(chǎn)高價(jià)值的最終用途零件時(shí)，它能夠解決或至少降低成本，并提高首次成功率。本文演示了printrite3d如何檢測(cè)和消除3D打印過(guò)程中潛在的早期問(wèn)題。以火箭噴管為試驗(yàn)件，研究了在使用3D打印件時(shí)的“氣孔率、幾何精度和機(jī)械強(qiáng)度”指標(biāo)。

DARPA 3D打印火箭噴管試驗(yàn)件

    在對(duì)Sigma Labs首席執(zhí)行官John Rice的研究結(jié)果發(fā)表評(píng)論時(shí)，他說(shuō)：“在金屬增材制造業(yè)中獲得PrintRite3D的第三方驗(yàn)證是公司最重要的里程碑之一。”
此外，“我們與霍尼韋爾公司的六年研究和DARPA開放式制造計(jì)劃明確表明，通過(guò)我們的技術(shù)所實(shí)現(xiàn)的熱輻射密度（Ted）指標(biāo)分析，可以在確保增材制造工業(yè)金屬零件質(zhì)量方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。”