增材制造技術(shù)是采用材料逐漸累加的方法制造實(shí)體零件的技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的材料去除-切削加工技術(shù)，是一種"自下而上"的制造方法。那么如何利用蔡司顯微鏡進(jìn)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(zhì)量的把關(guān)是增材制造質(zhì)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(nèi)部致密性等，不僅影響打印后產(chǎn)品的性能而且還會影響整個(gè)工藝過程。?

①利用光學(xué)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?qū)︻w粒形狀、尺寸和體積分布進(jìn)行詳細(xì)分析。分析粉末床壓實(shí)度與形狀的關(guān)系有助于確定合適的工藝參數(shù)，縮短打印配方的開發(fā)。?

2、印后產(chǎn)品缺陷與內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察

粉末的質(zhì)量以及在構(gòu)建過程中的分散方式可能會導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中形成空隙或材料雜質(zhì)。使用光學(xué)蔡司顯微鏡檢查產(chǎn)品構(gòu)建質(zhì)量或使用高分辨率 X 射線顯微鏡檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于確定工藝參數(shù)的影響，并更快地定義實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)。

①通過光學(xué)顯微鏡的使用，對產(chǎn)品表面特征的特寫提供了對零件質(zhì)量和工藝參數(shù)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(shè)計(jì)自由打開了大門，允許復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。高分辨率 X 射線顯 微鏡能夠?qū)@些結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)特的觀察，并分析潛在的內(nèi)部缺陷。

③X射線顯微鏡檢測可以提供構(gòu)建完整性的獨(dú)特視圖，并顯著幫助優(yōu)化 3D 打印過程。零件的掃描圖像可以在任何方向上進(jìn)行橫切，并與 CAD 標(biāo)準(zhǔn)圖表進(jìn)行比較。?

3、印后產(chǎn)品材料質(zhì)量檢測

與傳統(tǒng)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(shù)極大地影響晶體結(jié)構(gòu)以及零件性能。

①利用光學(xué)顯微鏡表征使用短的局部激光束熔融顆粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)

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(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的晶體 學(xué)表征和研究。

③用于傳統(tǒng)生產(chǎn)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(jié)構(gòu)。這種差異將極大地影響成品零件的機(jī)械性能。

4、印后產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測

表面粗糙度對零件的機(jī)械和視覺質(zhì)量至關(guān)重要。增材制造的零件可能非常復(fù)雜，隱藏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法接近。使用高相關(guān)光學(xué)輪廓儀和高分辨率 X 射線顯微鏡，無論在零件內(nèi)部或外部位置進(jìn)行詳細(xì)的表面分析。

①利用光學(xué)共聚焦顯微鏡能夠快速獲取零件表面符合 ISO 測試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度

②利用 X 射線顯微鏡能夠獲取零件內(nèi)表面符合 ISO 測試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度

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