蔡司顯微鏡如何進行增材制造?


增材制造技術是采用材料逐漸累加的方法制造實體零件的技術,相對于傳統的材料去除-切削加工技術,是一種"自下而上"的制造方法。那么如何利用蔡司顯微鏡進行增材制造呢?
1、粉末材料的表征
各種粉末材料作為增材制造的原材料,對其質量的把關是增材制造質量控制的初步。粉末顆粒的尺寸大小、尺寸分布、形狀、表面形貌、內部致密性等,不僅影響打印后產品的性能而且還會影響整個工藝過程。?
①利用光學蔡司顯微鏡能夠快速得到粉末顆粒尺寸分布信息
②利用掃描電子蔡司顯微鏡能夠獲取極小至納米尺度的顆粒尺寸信息,顆粒表面形貌信息,以及顆粒的成份信息
③利用X射線蔡司顯微鏡能夠對顆粒形狀、尺寸和體積分布進行詳細分析。分析粉末床壓實度與形狀的關系有助于確定合適的工藝參數,縮短打印配方的開發。?
2、印后產品缺陷與內部結構觀察
粉末的質量以及在構建過程中的分散方式可能會導致產品結構中形成空隙或材料雜質。使用光學蔡司顯微鏡檢查產品構建質量或使用高分辨率 X 射線顯微鏡檢查內部結構有助于確定工藝參數的影響,并更快地定義實現產品質量的工藝參數。
①通過光學顯微鏡的使用,對產品表面特征的特寫提供了對零件質量和工藝參數可能存在的缺陷,從而更好地了解微裂紋和分層的起源。
②增材制造為設計自由打開了大門,允許復雜的內部結構。高分辨率 X 射線顯 微鏡能夠對這些結構進行獨特的觀察,并分析潛在的內部缺陷。
③X射線顯微鏡檢測可以提供構建完整性的獨特視圖,并顯著幫助優化 3D 打印過程。零件的掃描圖像可以在任何方向上進行橫切,并與 CAD 標準圖表進行比較。?
3、印后產品材料質量檢測
與傳統的制造方法不同,增材制造工藝要求粉末在制造過程中熔化。因此熔融溫度等工藝參數極大地影響晶體結構以及零件性能。
①利用光學顯微鏡表征使用短的局部激光束熔融顆粒的結構形態
②利用電子背散射衍射(EBSD)的掃描電鏡,可以對晶體或多晶材料進行微觀結構的晶體 學表征和研究。
③用于傳統生產和增材制造的原材料,相同的材料可以具有完全不同的晶體結構。這種差異將極大地影響成品零件的機械性能。
4、印后產品表面質量檢測
表面粗糙度對零件的機械和視覺質量至關重要。增材制造的零件可能非常復雜,隱藏的內部結構無法接近。使用高相關光學輪廓儀和高分辨率 X 射線顯微鏡,無論在零件內部或外部位置進行詳細的表面分析。
①利用光學共聚焦顯微鏡能夠快速獲取零件表面符合 ISO 測試標準的微觀粗糙度
②利用 X 射線顯微鏡能夠獲取零件內表面符合 ISO 測試標準的微觀粗糙度
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