ASTM表示原位监测技术推动3D打印行业迈向更高效、可靠与经济的境界

2023年6月16日，南极熊获悉，全球标准组织ASTM International发布了一份增材制造原位监测技术准备报告。这份详细报告是由ASTM增材制造卓越中心（AM CoE）组织，由NASA和America Makes赞助，总结了2022年6月举行的系列研讨会的成果。

△ASTM发布原位技术准备战略指南（传送门）

原位增材制造是指将3D打印技术直接应用于现场生产制造的过程。这份报告提出了一些建议，以解决原位增材制造中的技术问题，并加速其在不同行业的应用。该报告还详细介绍了一些案例研究，展示了原位增材制造技术在航空航天、医疗和汽车行业等领域的潜力。

ASTM全球先进制造项目总裁Mohsen Seifi博士表示：“该报告经过全面的景观评估、详细的研讨会分析、有针对性的专家访谈和专家的重要评论，所有这些过程都经过精心策划，旨在创造一个行业可以利用的洞察力丰富的高价值资源。这些战略见解还将指导ASTM及其成员，弥合现有标准之间的差距，并推动该领域的标准化创新。”

△研讨会技术负责人

原位监测技术可实现质量控制和缺陷检测

这些技术在过程控制中起着关键作用，确保生产的零件符合要求的质量标准。此外，通过原位监测及早发现潜在缺陷有助于防止生产有缺陷的零件。

原位监测包含多种技术，其中热监测是首选方法之一。热监测涉及测量构建板、熔融材料和周围环境的温度。这些数据可用于在构建过程中调节温度，并检测可能导致缺陷的任何热点。

接下来是光学监测，它利用摄像头观察构建进度，并检测可能的缺陷。此外，它还可以测量生产零件的尺寸和形状。另一种技术是超声波监测，它使用超声波来评估熔融材料的特性。这些数据有助于过程控制，并帮助识别任何可能的缺陷。

选择适合的现场监测技术取决于具体的3D打印制造过程和监测要求。例如，当3D打印过程对温度非常敏感时，热监测可能是一种合适的选择。另一方面，当该工艺涉及生产复杂几何形状时，光学监控可能更适合。

America Makes技术总监Brandon Ribic博士指出："该团队编制的战略指南将成为未来几年增材制造社区成员的有益资源。数据和调查结果提供了一个很好的合作促进共识的例子。它们提供了一种通过监控、数字化数据和分析方法来提升3D打印资格认证的能力。"

△2022年6月举办的研讨会的贡献者

3D打印制造中原位监测技术的挑战与解决方案

在研讨会期间，来自学术界、工业界和政府的专业人士聚集在一起，交流并分享了3D打印制造原位监测技术方面的最新进展。与会者一致认识到该领域面临着一些重要的差距和挑战。

一开始的挑战是缺乏标准化实践的原位监测技术。缺乏统一的标准限制了不同技术的比较，以及来自不同来源的数据的兼容性。另一个挑战是对于跨不同增材制造工艺和材料的原位监测技术性能的数据可用性有限。这种数据的稀缺性增加了评估这些技术的有效性以及为特定应用选择最佳选项的困难。

此外，原位监测技术还存在与高成本有关的问题，这可能成为中小企业采用这些技术的障碍。此外，这些技术的安装和操作通常较为复杂，需要专业知识和培训。

△ASTM成立于1898年

鉴于这些挑战，该报告还强调了几种可能的解决方案。首先，它强调了制定专门针对原位监测技术的标准的重要性。这些标准将有助于比较不同的技术，并确保来自不同来源的数据的兼容性。其次，该报告强调了扩大收集与各种增材制造工艺和材料的原位监测技术性能相关的数据的重要性。这将增加对这些技术的理解，并提高它们的整体有效性。

另一个关键领域是需要解决成本方面的问题。通过降低与原位监测技术相关的费用，可以扩大中小企业对这些技术的可及性。同时，简化安装和操作过程将提高用户友好性，并最大程度地减少对专业培训和知识的需求。

尽管面临这些挑战，对于原位监测技术在增材制造领域的兴趣日益增长。ASTM表示，随着这些技术的不断进步，增材制造有望取得重大突破，提高效率、可靠性和成本效益。