根據3D科學穀的市場觀察，3D打印在批量生產航空航天零件方麵漸入佳境，這種技術在節省材料、簡化裝配流程並製造更輕、更堅固的組件，同時減少庫存和交貨時間具備獨特的優勢。而3D打印技術在取得立足的優勢之後，也隨著自身技術的發展進入到量產的領域。

不過在獲得翱翔天空的資格之前，零件的認證是關鍵，尤其對於3D打印-增材製造的零件來說。

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從(cong) 檢測到仿真

/ CT與(yu) 加工的相輔相成
根據3D科學穀的市場觀察，用於(yu) 製造 3D 打印零部件必須全麵、科學地回答材料完整性和質量一致性的問題。特別是對於(yu) 飛行關(guan) 鍵零部件，目前用於(yu) 完成此任務的技術是計算機斷層掃描，也就是眾(zhong) 所周知的 CT 掃描。
作為(wei) 一項已有數十年曆史的技術，CT 掃描是一種可行的方式，可以窺視和穿透零件以發現隱藏的內(nei) 部缺陷。CT 掃描還允許增材製造 (AM) 用戶驗證他們(men) 的設備是否正常運行，以及他們(men) 的工藝是否合理且可重複——能夠產(chan) 生相同的冶金和機械特性。
CT 掃描通過 X 射線源從(cong) 多個(ge) 角度生成對象的數字切片，然後，軟件可以使用適合各種分析的相應數據集將 2D 圖像重建為(wei) 高度準確的 3D 模型。孔隙、分層、裂紋、空隙和其他缺陷清晰可見，內(nei) 部零件特征也是如此，否則需要橫截麵和其他破壞性檢測方法來檢驗零件內(nei) 部是否存在缺陷。
在航空級 AM-增材製造金屬零件生產(chan) 中，最常用的是激光粉末床熔化 (LPBF) 工藝，包括選區激光熔化 (SLM、DMLS)。這些技術還擁有最昂貴的設備，並且由於(yu) LPBF 的構建速度相對較低且材料成本較高，因此製造商3D打印全尺寸零件通常需要進行多次迭代，並逐個(ge) 進行 CT 掃描以確定工藝的完美。
在進行小批量製造之前，製造商必須通過在構建室內(nei) 的不同位置和方向打印小型測試立方體(ti) 來確定生產(chan) 操作參數。然後對這些材料進行 CT 掃描，了解材料密度和一致性、尺寸精度等屬性。發現缺陷的操作員可以調整激光功率和其他變量，打印多個(ge) 測試樣本以優(you) 化生產(chan) 力和零件質量。
然後對較大的零件以及具有代表目標零件的複雜幾何形狀的零件重複此過程，並反複評估冷卻通道、懸垂和各種壁厚等設計元素，直到金屬製造過程具有可預測性。
測試是一項重大投資，往往超出設備本身的投資。任何金屬 AM -增材製造零件供應商都應在生產(chan) 時間、原材料、操作員培訓以及 CT 掃描設備和軟件的使用方麵為(wei) 測試提供足夠的預算。當前任何新的 3D 打印技術都需要長達一年的工藝開發，然後對每台後續機器進行幾個(ge) 月的微調。
鋁、鈦、哈氏合金和 Inconel 高溫合金被飛機製造商廣泛接受，但當零件是通過 3D 打印製成時，預計會(hui) 受到更嚴(yan) 格的審查，尤其是還有可能使用新的合金，所有這些都需要在飛行使用前進行廣泛嚴(yan) 格的測試。
CT 掃描已被證明是鑒定這些材料和未來材料的重要工具。對於(yu) 3D 打印支架、燃料噴嘴和渦輪部件而言，情況確實如此。並且製造商可以使用 CT 分析單個(ge) 晶粒的高分辨率模型，該模型隻有一兩(liang) 個(ge) 微米。
材料汙染也是使用金屬 3D 打印的製造商關(guan) 注的問題，隻有通過嚴(yan) 格的材料處理和采購程序才能避免汙染。有辦法在汙染確實發生時發現汙染，這一點至關(guan) 重要。這些事件很容易用 CT 掃描發現，故障在零件圖像中表現為(wei) 亮點。

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/ 軟件助力產(chan) 業(ye) 化
在未來幾十年中，金屬增材製造在航空航天領域的應用有望增長。更輕、更堅固、更省油的組件的設計自由度和機會(hui) 很容易抵消發展中遇到的重重障礙。此外，3D 打印零部件將變得更加高效。
AM 增材製造設備製造商繼續提供更快、更準確和更易於(yu) 使用的機器，而 CT 掃描提供商和軟件公司則通過開發互補係統來跟上步伐。一個(ge) 例子是基於(yu) 軟件的網格補償(chang) ，這種補償(chang) 減少了增材製造零件設計階段的迭代周期數，可以預測變形並在零件幾何形狀內(nei) 自動對其進行補償(chang) 。
構建策略也起作用。例如，動態調整光束尺寸、功率和橫移速度的方法會(hui) 對零件質量產(chan) 生深遠的影響。因此，在掃描件和設計件模型之間建立反饋回路、比較兩(liang) 者並優(you) 化構建參數以最大程度地減少差異至關(guan) 重要。
在這方麵，國際上的軟件公司在深層次地推動增材製造業(ye) 的產(chan) 業(ye) 化發展，用於(yu) 設計增材製造零件的 CAD 係統、用於(yu) 檢驗建模性能的仿真軟件以及用於(yu) 檢查和分析最終工件的檢測軟件。通過這些係統，航空航天製造商能夠更快、更高效、更一致地設計和生產(chan) 更好的零件。