2020年4月30日 9 分鐘閱讀

高精度工作，逐层进行

MBFZ toolcraft GmbH公司使用蔡司3D ManuFACT来实现增材制造中端对端的质量保证

MBFZ toolcraft GmbH公司位于德国弗兰肯（Franconia）地区的Georgensgmünd。自2011年起，该公司一直为航空航天和其他行业生产高端精密部件。他们所采用的一种加工工艺是3D打印，这是一种成熟但新兴的生产技术，对质量保证提出了大量挑战。在蔡司3D ManuFACT的帮助下，toolcraft公司克服了这些挑战。蔡司3D ManuFACT是目前市场上能够为增材制造提供稳定质量保证的适合的解决方案。

高精度工作，
逐层进行

工业制造中，高温、噪声和机油味道就像阴阳图一样混杂在一起。但现如今，在toolcraft公司的玻璃生产车间中，这种状况便不复存在。工人们在入口处出示员工ID卡后进入工厂，却听不到任何噪声。但是透过每台3D打印机（共12台）上的小玻璃窗，却可看到激光束正在一层一层地熔合金属粉末，并发出炫目跳跃的光芒。

质量保证的未知领域

每当新技术主导市场时，都会相应地产生很多问题。其中的一个问题就是质量保证。Jens Heyder指着一台显示器，上面显示着由蔡司Axio Imager光学显微镜采集并将标准尺寸放大50倍的两幅图像。左侧图像显示的是一个合格部件的切面。但右侧图像中的部件却具有气孔和焊接缺陷。

“在高应力下，这可能会导致裂纹的出现，“Heyder警告说。他是toolcraft公司材料实验室一名具有三年工作经验的材料技术员。然而，材料实验室只是toolcraft公司端对端质量保证流程中的一道工序。每道工序完成后都要执行检验。所有相关机器都带有蓝色蔡司标志：蔡司Axio Imager和蔡司Axio Zoom.V16显微镜；蔡司ACCURA、蔡司CONTURA和蔡司DuraMax三坐标测量机；以及光学3D扫描仪。

完整一致的数据

“蔡司是唯一一家通过测量技术为整个增材制造过程链提供完整一致数据的公司。“公司三位常务董事之一的Christoph Hauck解释道。

2005年，42岁的他在toolcraft首次接触到增材制造。那时，该技术”仍需要大幅改进“，仅适用于原型制造。现如今，情况已发生了变化。toolcraft公司的部件可满足航空航天和医疗技术行业的严格要求，其性能和耐用性与传统制造所生产的部件不相上下。

这些部件的制造和应用也更加高效，导引气体流过固定式燃气轮机的3D打印定子导流叶片便证明了这一点。叶片的曲线形状由复杂的模拟系统进行优化打造成型，几乎无法通过传统机器的加工方法制造。

为了扫描叶片复杂的几何结构，“我们使用了蔡司叶片软件模块。“质量保证总监Markus Miehling说道。使用3D扫描仪，Miehling可快速获取整套叶片的概况。

增材制造中的质量保证几乎是未知领域。为此，toolcraft公司的材料专家创造了自己的方法，来测定金属粉末的粒度分布和结构。将粉末与环氧树脂混合，然后部分磨削硬化样品，将其放置在蔡司Axio Zoom.V16显微镜下进行检验。

最终接触式检验

3D打印零件在进行接触式测量时，也需要进行特殊处理。若刚从打印机取出的零件因太粗糙而无法进行扫描，则需要使用测头测量单个点，而并非对整个零件表面进行接触式扫描。

如果零件比较精准，它将被送至机加工专业人员处。他们会使用传统的机加工方法对其进行钻研、优化半径和“精整”表面。现在，当使用蔡司ACCURA再次测量部件时，就可使用接触式扫描测头。这种三坐标测量机采用蔡司多应用测头系统技术（mass technology），操作员可在不同的传感器（包括光学单线传感器）之间切换。

toolcraft公司已经使用了蔡司3D ManuFACT系列中的很多设备，但他们的装备中尚未包括扫描电子显微镜或计算机断层扫描仪。Christoph Hauch说他们不知道未来还将购置哪些设备，但肯定会购买蔡司的产品。”质量保证是增材制造中的一项主要挑战，但我们很幸运可以拥有蔡司这样的经验丰富的合作伙伴。“

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