搬石頭過河，穆格如何驗證3D列印品質？

1951年， 比爾穆格研製成功電液伺服閥， 這種裝置可把微弱的電脈衝轉換為精確而有力的運動。 1951年7月， 比爾、阿特兄弟倆和盧蓋耶在紐約州東奧羅拉租借了已廢棄的 Proner 機場的一角， 成立了穆格制閥公司。

60多年來， 穆格的運動控制技術已經被廣泛應用於民用機座艙、發電風機、一級方程式賽車、醫用輸液系統等眾多的市場和應用領域， 有效提高相關產品的性能。 從創立到滲透到新的前沿應用領域， 穆格已經培養了深入企業文化的“搬著石頭過河”的開拓精神。

2015年12月， 穆格收購線性模具工程公司的部分股權。

2017穆格完全收購這家公司， 現在被稱為穆格線性。 通過此次收購， 基於線性模具工程公司所擁有的超過十年的金屬3D列印經驗， 穆格線性取得了來之不易的實踐知識， 從而將金屬3D列印零件推向小批量生產領域。

圖片：來源Moog

引入增材製造的關鍵應用帶來了一些挑戰，

尤其是對於穆格來說， 關鍵應用包括軍事航空、載人和無人駕駛、空間應用以及醫療應用領域， 這些應用領域具有嚴格的品質和可追溯性要求。

關於商業航空領域的一個關鍵應用案例， 增材製造的使用提出了一些新的挑戰， 品質認證工程-這個術語不是描述一種製造方法， 而是一系列方法， 每一種方法都有自己的關注點和要求。 目前商用航空認證的零部件主要集中在粉末床融化加工（PBF）過程。 穆格在製造過程中發現幾個重大的變化， 需要特別考慮認證的目的。

在傳統的減材製造過程中， 通過多年的經驗， 穆格瞭解了加工工藝、熱處理、鑄造和鍛造工藝對材料性能（包括損傷容限和疲勞壽命）的影響。

其中， 損傷容限（damage tolerance）是一種較新的結構設計理論。 該理論假設， 任何結構材料內部都有來自加工及使用過程的缺陷， 而設計者的任務是利用各種損傷理論（如斷裂力學）以及給定的外載荷， 確定這些缺陷的擴展速度以及結構的剩餘強度。 對於經受變化載荷的結構， 如飛機、輪船、車輛等， 損傷容限設計要結合無損探傷技術和疲勞理論， 提供結構的檢驗期限， 以保證結構中存在的裂紋在該期限內不會擴展為臨界裂紋。 由於微缺陷是無處不在的， 而結構的疲勞破壞往往是從微缺陷開始的， 因此， 對於飛行器的強度安全性分析已經逐步由靜、動、疲勞強度強度轉移到損傷容限分析。 這也是NASA、FAA等機構對於飛行器強度認證的主要考評內容。

圖片：穆格線性通過CT掃描分析零件幾何槽形認證

在PBF粉末床融化加工過程中， 本質是金屬粉末融化凝固的過程， 每個鐳射點創建了一個微型熔池， 從粉末融化到冷卻成為固體結構， 光斑的大小以及功率帶來的熱量的大小決定了這個微型熔池的大小，

從而影響著零件的微晶結構。 相當於在同一時間完成了幾何形狀的“鑄造”和材料性能的“設計加工”過程。 對於穆格來說， 這個過程最為複雜。

圖片：穆格線性製造的承重連接件減少了93%的交貨時間

所以， 穆格需要增材製造過程中的變化可以被識別和控制， 以便達到可重複的加工結果。

這些需要考慮的影響因素可以包括： 零件與加工設計、粉末規格及處理、粉末熔化過程、後處理及表面處理工藝、檢查方法、控制系統組態及相關軟體資料、加工干擾及中斷、雜質污染、工藝驗證、校準和維護要求和實踐、操作人員的培訓水準等。

其中，材料特性導致的缺陷包括無法通過優化3D列印特徵參數予以解決的缺陷，主要為氣孔。而由於工藝參數或設備等原因導致的缺陷，可以稱之為特徵參量導致的缺陷，主要有孔洞、翹曲變形、球化、存在未熔顆粒等。

為了融化粉末，必須有充足的鐳射能量被轉移到材料中，以熔化中心區的粉末，從而創建完全緻密的部分，但同時熱量的傳導超出了鐳射光斑周長，影響到周圍的粉末。當鐳射後的區域溫度下降，由於熱傳導的作用，微型熔池周圍出現軟化但不液化的粉粒。正如你所看到的，有許多因素要考慮。穆格的研究工作值得參考的是，他們已經建立起一個很好的過程檔，以控制增材製造過程變數，並通過收集和分析客觀的資料證據，建立過程的可重複性。

為此，穆格制訂了自己的增材製造標準被成為Moog Standards,這個內部標準也被稱作工藝規範矩陣。有了這些過程和支援資料在手，穆格就可以進一步將金屬3D列印推向更加深入的航空硬體製造來。

網路投稿：editor@51shape.com

以便達到可重複的加工結果。

這些需要考慮的影響因素可以包括： 零件與加工設計、粉末規格及處理、粉末熔化過程、後處理及表面處理工藝、檢查方法、控制系統組態及相關軟體資料、加工干擾及中斷、雜質污染、工藝驗證、校準和維護要求和實踐、操作人員的培訓水準等。

其中，材料特性導致的缺陷包括無法通過優化3D列印特徵參數予以解決的缺陷，主要為氣孔。而由於工藝參數或設備等原因導致的缺陷，可以稱之為特徵參量導致的缺陷，主要有孔洞、翹曲變形、球化、存在未熔顆粒等。

為了融化粉末，必須有充足的鐳射能量被轉移到材料中，以熔化中心區的粉末，從而創建完全緻密的部分，但同時熱量的傳導超出了鐳射光斑周長，影響到周圍的粉末。當鐳射後的區域溫度下降，由於熱傳導的作用，微型熔池周圍出現軟化但不液化的粉粒。正如你所看到的，有許多因素要考慮。穆格的研究工作值得參考的是，他們已經建立起一個很好的過程檔，以控制增材製造過程變數，並通過收集和分析客觀的資料證據，建立過程的可重複性。

為此，穆格制訂了自己的增材製造標準被成為Moog Standards,這個內部標準也被稱作工藝規範矩陣。有了這些過程和支援資料在手，穆格就可以進一步將金屬3D列印推向更加深入的航空硬體製造來。

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