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  • 2020-03-26

    工业CT在增材制造行业的应用

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    随着制造业的快速发展,工业产品设计和制造呈现多样化、特殊化、个性化的发展趋势,更高的产品性能对结构设计、加工精度、先进材料、生产工艺及工业设计有了更高的要求,传统的生产制造方式繁琐(要测量、图纸、加工、装配等步骤),效率不高,另外对于一些特殊结构无法做到一次成型和一体化,增材制造技术应运而生。

    增材制造技术,它是以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。与传统加工制造业不同,增材制造技术实现了增量制造,这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床和众多的人力,可以直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件。从而使得设计不再受加工工艺的局限。标题图即为一个特殊结构齿轮的设计与打印成品图,该设计是传统的制造工艺所不能完成的。另外增材制造技术还极大地缩短产品的研制周期,提高生产率和降低生产成本。

    由于增材制造技术特殊的工作原理,以及高效、低成本、个性化、高易用性等技术优势,使得增材制造技术有着很强的适应性,在医疗行业、考古、岩层分析等科学研究,产品研发、模型制造、汽车制造业、建筑设计、食品产业、饰品、工艺品等领域都有着巨大的技术潜力和应用市场。并且随着增材制造技术在国内外的迅速发展,人们正在逐步将增材制造技术应用到工业制造领域,以实现高精度、高可靠性、快速生产。

    目前在欧美发达国家中,增材制造技术的应用己经非常广泛和成熟,并己实现大规模商用,尤其是消费电子业、航空业和汽车制造业。它们不光可以脱离传统的大规模机床来制造小数量的部件,而且可以用不同方法来制造。

    目前国内外增材制造采用的扫描方式都是光学三维扫描,其基本原理是利用可见光对目标做360°扫描,再通过设计软件进行计算、修改,从而形成一个数字化的三维立体图像,将数据传输到打印机,通过逐层打印形成立体实物。这种方式仅能获得实物的外形结构数据,对于结构复杂的部件,比如具有内部型腔结构的工件则束手无策。

    而工业CT技术能够实现复杂结构工件内部结构的三维高精度扫描,并且不接触和破坏零件,既能保存实体的完整性,又能提供增材制造所需的高精度数字化信息。

    对于增材制造的产品,后期缺乏可靠的检测手段。在调研中我们了解到,目前增材制造厂家对于所打印的产品,外部尺寸采取用三维扫描仪测量的方式,而对于内部材料及结构的检测则没有统一的做法。因此,国内目前缺乏这样的一种高精度、高可靠性、为大家认可的新型检测手段。工业CT作为一种数字化的无损检测设备能给出工件断层数字图像以及数字化透射图像,可以对金属、非金属、复合材料等材质的工件内部结构和尺寸进行检测和质量评价,从而能够为该行业提供一种精确可靠的检测手段。

    有些工业CT公司扩展包括为增材制造行业提供改进的CT功能,以处理更大尺寸的复杂3D打印部件,并进行预生产和100%生产验证。比如为制造商提供了孔隙度缺陷,残余粉末,壁厚变化的准确识别,部分用于超出公差特征的CAD比较以及首件检验报告要求的尺寸测量。

    增材制造作为一种新兴的快速成型技术,也已经被广泛应用于航空航天、汽车制造、模具加工等众多领域,并正悄然改变着现有的标准化、规模化生产模式。工业CT和增材制造两种技术在功能上相互补充,两者的结合可以实现3D扫描、3D数字化和编辑实体对象,创建精确实体副本或者进行二次设计等功能,能够解决诸如快速修复与制造、个体定制等难题。



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