新墨西哥增材制造软件开发商Sigma Labs在美国国防部高级研究计划局（DARPA）的一项研究中获得了PrintRite3D平台的第三方验证。

本研究讨论了生产质量稳定的复杂金属部件所涉及的验证过程。它由美国国防部高级研究计划局的开放式制造计划赞助，并与飞机发动机制造商霍尼韦尔航空航天公司合作进行，该公司自2014年以来一直与Sigma Labs合作。

作为美国国防部（DoD）的一个机构，美国国防部高级研究计划局负责开发供军方使用的新兴技术。为了实现这一目标，它创建了开放式制造计划，以“降低成本，加快高质量制成品的交付，并提供可预测的性能。”

美国国防部高级研究计划局验证的质量保证和过程监控

金属增材制造当前面临的挑战之一是在整个部件生产过程中验证部件质量。使用反复试验的方法，这对制造商来说是相当大的代价。为了减少时间和浪费的材料，Sigma Labs制作并继续开发PrintRite3D平台。

PrintRite3D图解。图片来源：Sigma Labs

PrintRite3D是一个硬件模块和两个软件模块的组合，用于增材制造质量保证和过程监控。当它们一起使用时，它们收集和处理用户可以实时分析和检查的数据，并在必要时实施更正。

对于高质量的最终用途部件，金属3D打印过程需要现场监控。在制造之后，还检查这些部件的缺陷，例如高孔隙率、密度、残余应力、开裂和翘曲。因此，在打印过程停止之前，制造商不会知道该部件是否符合其设计规格。

PrintRite3D硬件包括三个单独的模块。Sensorpak是一个硬件模块，包括一组离轴和轴上在线传感器，可在3D打印过程中收集每个单独层的实时数据。然后将Sensorpak收集的数据输入两个软件模块 -  INSPECT和CONTOUR。

INSPECT使用传感器数据在过程中为每种金属或合金建立过程中的指标，为用户提供部件质量报告。

CONTOUR是一种逐层几何测量工具。它使用户能够在制造过程中将打印中的部件与原始数字CAD模型进行比较。

PrintRite3D生成的轮廓图使用CONTOUR可视化的INSPECT数据。图片来源：Sigma Labs

推进金属AM的大规模产业化

自20世纪90年代末以来，美国国防部高级研究计划局一直在研究3D打印的可能性，热衷于解决“成本上升”问题以及在防御系统的开发，原型设计和测试过程中的延迟。

最近的这项研究表明，PrintRite3D虽然没有专门针对防御，但却能够在生产高价值的最终用途部件时，解决或至少减少成本，并提高首次成功率。本文演示了PrintRite3D如何能够检测并消除3D打印过程中潜在的早期问题。使用火箭喷嘴作为测试部件，研究3D打印部件在应用PrintRite3D时实现目标“孔隙率、几何精度和机械强度”。

美国国防部高级研究计划局 3D打印火箭喷嘴测试部分。图片来开源：DARPA

在评论研究结果时，Sigma Labs的首席执行官John Rice表示，“获得PrintRite3D在金属增材制造中的价值的第三方验证是该公司最重要的里程碑之一。”

此外，“我们与霍尼韦尔和美国国防部高级研究计划局开放式制造计划的六年研究特别表明，通过我们的技术实现的热发射密度（TED）指标分析可以在确保金属部件的工业增材制造质量方面发挥关键作用。”

这项名为“首次正确混合建模和实验的LPBF权利”的研究详情在线发表在“集成材料与制造创新”中。

Sigma Labs也将参加本月在底特律举行的RAPID + TCT增材制造会议。