Hexagon为激光粉末床熔合金属3D打印推出高级补偿技术

2024年11月22日，南极熊获悉，制造技术公司Hexagon宣布推出一项创新的3D打印功能，旨在解决精密金属零件生产中的关键挑战。这个被称为高级补偿的技术能够有效去除在生产过程中因试错而产生的高昂成本。特别适用于大型或复杂的金属零件，它能够确保这些零件在打印过程中按照预期的形状变形。

△Hexagon为精密金属3D打印推出高级补偿技术

3D打印高级补偿技术

公司表示，虽然3D打印具有颠覆传统制造模式的潜力，但在关键和精密工程应用领域仍面临诸多挑战。激光粉末床熔合（LPBF）技术的复杂物理过程常常导致打印结果的不一致性、偏差和缺陷，特别是对于那些具有严格公差要求的复杂部件，这些质量问题往往是不可接受的。

Hexagon的Simufact Additive能通过精确模拟预测变形和收缩，并通过全局补偿方法帮助消除大多数零件精度的打印试验。对于具有更复杂特征的零件，Hexagon的VGSTUDIO MAX软件通过强大的计量和3D扫描分析功能，能够轻松根据光学或CT扫描测量的偏差补偿可打印网格，并解决局部变形问题。

Hexagon针对要求极为严苛的客户推出了一种名为“高级补偿”的新方法，以实现始终如一的高质量，即使对于易弯曲的薄壁或钛、Inconel等富有挑战性的材料也同样适用。这种混合工艺结合了工艺模拟与基于计量的补偿，快速实现高质量打印，并确保98-100%的表面轮廓在公差范围内。

3D打印机制造商Additive Industries仅通过一次原型构建就能打印出精度达到0.2毫米的不锈钢喷气发动机排气混合器。这家公司3D打印与应用负责人Alex Redwood表示：“通过应用高级补偿技术，我们克服了在先前构建过程中遇到只要超过3毫米就会出现变形的问题，成功地打印出一个大型316L钢部件，并且实现了令人印象深刻的+/-0.2毫米公差。重要的是，达到这种精度仅需一次打印，从而减少了时间和材料浪费，并使我们能够将支撑结构减少到最低限度。这种控制和效率水平为大规模增材制造应用开辟了新的可能性。”

新技术拓展软件Simufact Additive

新算法将内置于Simufact Additive软件中。这种集成方式使得所有使用这款软件的工程师都能够轻松使用它，进行模拟预变形以消除整体扭曲，并利用3D扫描对可打印网格进行补偿。同时，VGSTUDIO MAX技术使得无需专业计量经验即可进行基于计量的补偿，因为它能够处理不完整的3D扫描数据并生成干净的网格，从而解决了实施关键补偿技术的主要障碍。

Hexagon增材战略总监Mathieu Perennou表示：“对于大型复杂几何体的生产，模拟能够节省时间和成本，即使是对单次部件也是如此。但是，当仅靠模拟不足以解决问题时，我们简化了光学3D扫描的过程，然后对剩余的问题特征进行补偿，从而确保您能够一次成功地打印。这种数据驱动的方法消除了对打印小批量部件的猜测，并且能够扩展到使用数字孪生方法来改进大批量生产过程。这种方法不仅考虑几何形状，还考虑机器参数或材料行为，这对于零件性能至关重要。”

Hexagon通过软件解决方案，为增材制造提供从材料质量验证到零件认证的全面质量提升，特别是在医疗和航空领域，确保了关键应用的安全性和性能。这种先进的分析工具能够预测和优化打印过程，减少测试成本，提高生产效率。

高级扫描补偿将在2025年第一季度发布时提供给所有Simufact Additive用户。