过程质量保证（IPQA™）如何推动金属3D打印的全球大规模采用
3D打印从模型的建模，到生产工艺、加工参数、仿真、材料性能、产品质量、供应链可以说产生了海量的数据。仅仅是金属3D打印过程中就有50多个变量相互发生作用，而这些剪不断理还乱的大数据，为3D打印带来困惑的同时也带来了机遇。利用加工中的过程数据通过算法获取对加工的洞察与控制，推动增材制造的全球大规模采用，推动制造业进入第四次工业革命。
数据、算法的结合
想象一下，如果可以缩短航空航天和先进制造等行业中复杂零件的生产周期，可以将CAD文件从中心办公室发送到全球任何地方的远程生产设施，而不必集中生产这些零件，再通过复杂的物流网络运送到世界各处。这其中，可以通过过程质量保证来“现场”监控生产质量，然后通过自动化软件以及后处理程序来增强整个系统的鲁棒性。
这种快速生产的未来主义图景会从根本上改变整个行业，根据3D科学谷的市场判断，曾经耗时数月的复杂零件的制造，质量保证和后处理方法可以缩短为几天。
第四次工业革命和创新，将超出了想象
拿Sigma Labs的IPQA系统举例，这种过程控制系统可以开放具有无限设计参数的行业，以实现全球协作。根据3D科学谷的市场观察，目前，Sigma Labs在推进技术和质量方面取得了迅速的进步，这将使之成为可能。
Sigma Labs的IPQA系统代表一项新的创新技术，用于监控金属增材制造过程（金属3D打印）。之所以需要这样做，是因为如果没有确保质量的保障措施，新兴的金属增材制造（AM）行业根本无法被接受为值得信赖的技术。
IPAQ过程© Sigma Labs
不过IPQA实现的难度相当高，Sigma Labs的IPQA面临的一个挑战是，需要以200 kHz的频率进行采样，专门查看高温或相对温度，以了解熔池中发生的情况。根据3D科学谷的了解，幸运的是，Sigma Labs能够克服这一200kHz采样难题，不仅如此，目前Sigma Labs能够推进和开放其他架构，其他机器种类，否则，如果没有大量的数据，Sigma Labs的算法无法实现可靠的预测与控制。
质量
质量问题是尚未大规模采用金属增材制造工艺的另一个原因，当前的质量控制包括破坏性测试和CT扫描。两种技术都非常耗时且成本高昂，并且无法提供进行过程中监视或进行过程中修复的途径。
更重要的是，当前的质量管理规范是在零件制造完成之后进行的，这增加了很多额外的步骤，成本和时间。而 IPQA允许零件在构建过程中进行调整和修正，使得质量检测与控制同步实现。
在金属3D打印-增材制造过程中，可以将热数据反馈到仿真模型中，以告知如何制造更好的零件。这也将减少零件库存，以往备件必须按库存存放在仓库中，这会带来巨大的拥有成本。而如果对3D打印这种新工艺的质量控制有足够的信任，则可以按需3D打印这些零件并使用原位过程监控技术进行制造。
这些监视和QA控制技术的前景正催生出许多创新的解决方案。一种这样的解决方案是Polaris Motion的Polaris UniverseOne™同步数据采集系统，它是Sigma Labs IPQA解决方案的组成部分。Polaris UniverseOne™的信号质量很重要。如果没有良好的信噪比，过程控制技术将无法正常工作。Polaris Motion是Sigma Labs数据采集方面的合作伙伴。通过合作以实现优势结合，就过程中质量控制技术而言，这是非常令人激动的，因为这种组合技术打破了增材制造工艺的发展限制。
在加工中的质量管理方面，通过Sigma Labs的PrintRite3D ® INSPECT ™软件，基于大量的生产大数据所形成的加工参数与产品性能之间的相关性，获取符合生产要求的零件所对应的加工参数作为“基准数据”。除非与零件的机械和冶金特性数据具有相关性，否则该加工参数的值几乎没有任何意义。这意味着首先必须产生大量的测试样本来生成这个属性数据，并将属性数据关联到加工参数的“电子签名数据”。从而在新的加工过程中将每一层的“电子签名数据”与“基准数据”相对比。
未来即将到来，这其中需要多种因素的结合。如果没有良好的数据，多么优秀的算法、技术和流程将毫无意义。
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