科技的进步、3D打印的兴起是否会使无损检测变得更加复杂、更加困难？

3D打印技术在航空领域的应用 图片来源：网络

制造业领域中，人们正逐步采用先进的增材制造技术来制造一些大型金属制件或者形状复杂的零部件，如航空领域就在利用这种技术制造飞机发动机上的零部件等。

那么，科技的进步是否会使得无损检测变得更加复杂、更加困难呢？

事实上，你很难回答说“不会”。

为了证明这点，作者将以一种新型工艺为例，并从一个无损检测技术人员的角度对其进行分析；当我分析结束后，希望你们能够较好的理解增材制造这种新工艺，对其形成自己的定义，并且理解这其中检测的复杂与困难程度。

3D打印技术在航空领域的应用 图片来源：网络

什么是增材制造？

增材制造技术，俗称3D打印技术，其主要是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，是一种自下而上的制造方法。

近几年来，随着3D打印技术的普及化及商业化，越来越多的人了解到这种技术；利用这种技术，任何人都可能制造出任意形状的三维物体，当然，前提是你要先建立好三维数字模型。

3D打印技术根据成型原理及所适用的材料不同又可以划分为许多种不同的3D打印技术；其中，熔融沉积快速成型（FDM）技术是其中最具代表的一类。

FDM 3D打印技术在打印模型、原型制造、生产应用及科学教育方面都具有非常广泛的应用。该项技术在全世界范围内都得到了测试推广及应用，其成型原理相对较为简单，主要是利用电加热方式对热塑性工程塑料进行加热，熔融挤出并逐层堆积成型，最终形成打印制品。FDM 3D打印技术所使用的材料主要为热塑性的高分子丝状材料。

许多制造业领域还采用增材制造技术制作一些大型金属制件或者形状复杂的零部件；如果利用传统的方法，往往需要对大块金属进行加工，包括切割、车削等，极其耗费时间，采用增材制造技术不仅能够节省大量的加工时间，还能大幅提高加工效率，节省成本等。

电子束熔融技术 图片来源：Lean Quality Systems Inc.

电子束熔融技术：

前面已经提过，3D打印技术根据成型原理及所适用材料不同又可细分为不同的技术，除了熔融沉积快速成型技术外，另外一种3D打印技术——电子束熔融技术（EBM），在航空航天领域中与原型开发相关的研究方面得到了广泛的应用。

该技术的原理主要是先利用CAD/CAM软件建立好三维数字模型，然后将零件的三维实体模型数据导入到电子束熔融设备中，在电子束熔融设备的工作舱内平铺一层微细金属粉末薄层，利用高能电子束经偏转聚焦后在焦点处产生高密度能量，使得被扫描到的金属粉末层在局部微小区域产生高温，导致金属微粒发生熔融，电子束连续扫描将使一个个微小的金属熔池相互配合并凝固，连接成线状和面状金属层，如此反复，层层堆积，最终形成打印制件。

新型工艺制作的制件的无损检测：

拉伸测试 图片来源：Lean Quality Systems Inc.

断裂韧度 图片来源：Lean Quality Systems Inc.

熔融沉积快速成型技术和电子束熔融技术虽然具有许多优势，但也为无损检测带来了新的挑战。因为工程师及设计者们都将这两种技术视为类似焊接过程的新工艺，并且将其想象成为一种流动的铸造过程，换句话说就是，这类技术都是每次利用“一滴”金属液体或者塑料来逐渐形成最终的制品。这也为有关工程部门带来了许多难题：

• 检测标准应该是以原材料还是制造工艺为基础？

• 倘若该打印制品需要满足一定的化学性能、力学性能及环境要求等，现有的哪些检测方法可以用于检测打印制品的不连续性和缺陷等？

• 是否会有全新的无损检测方法在生产过程中降低检测风险并形成持续的监督检查等？

目前，所有的原材料都可以采用无损检测方法和力学性能测试方法进行检测，并且都是在加工之前进行检测。而这只是对于这些原材料的验证；除此之外还有许多因素需要得到检测验证，例如焊接参数的检测等。

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