Аддитивный способ формирования деталей стремительно внедряется в производство, поэтому контроль качества приобретает самостоятельную дисциплину. По итогам печати заказчик ожидает гарантированную повторяемость характеристик, сопоставимых с традиционным литьём или мехобработкой, подробнее — https://itmforms.by/blog/obuchenie-3d-pechati-ocenka-rezultata-pechati/.
Геометрическая точность
Самый понятный критерий — соответствие размеров цифровой модели. Координатно-измерительные машины, профильные сканеры и компьютерная томография фиксируют отклонения. Для полимеров применяют оптические системы, для металлов — контактные щупы с компенсацией температуры. Результат оформляется картой деформаций с цветовой шкалой, где сразу видно усадку и переразмер.
Линейка допусков задаётся стандартами ISO 286 или DIN 2768. При проектировании разумно закладывать припуск под завершающее фрезерование, если трение или посадка требуют гладкой базы. Слой поддержки оценивают отдельно, так как внешний контур изменяется при их удалении.
Поверхностные дефекты
Шероховатость характеризуется параметрами Ra, Rz, Rq. Профилометр или белой-цветовой интерферометр снимает трёхмерный рельеф участка площадью минимум десять квадратных миллиметров. Для металлического порошкового спекания критичен выброс неслившегося порошка, формирующий выступы. Дополнительная пескоструйная обработка сглаживает гребни, однако избыточное давление разрушает тонкие стенки.
Внутренняя пористость, трещины и непровары диагностируются микрофокусным рентгеном. Разрешение томографа подбирают по количеству пикселей, приходящихся на толщину стенки: не менее десяти для корректной сегментации. Полученный объём сравнивают с вирусомтуальным оригиналом, отсекая шум измерения морфологическим фильтром.
Эксплуатационные испытания
Механические тесты включают растяжение, изгиб, удар и усталость. Образцы печатают в идентичном положении к партии, иначе результирующая анизотропия не совпадёт. Протокол ISO 527 описывает геометрию лопатки, ISO 178 — трёхточечный изгиб. Для алюминиевых сплавов часто используется плоский образец типа ASTM E466. Программно-аппаратный комплекс собирает полный график нагрузка-деформация, по которому вычисляются предел прочности, модуль Юнга и относительное удлинение.
Термостабильность оценивается дилатометрией и испытанием по VICAT. При температурных циклах от −40 до +80 °C отслеживается рост остаточного напряжения, вызывающий коробление. Для пиковых нагрузок пригоден метод цифровой спекл-корреляции, фиксирующий распределение деформаций на горячей поверхности детали.
Функциональная проверка повторяет реальные условия эксплуатации. Для корпуса насосного узла это гидростатическое давление, для шестерни — крутящий момент и износ. При необходимости дополнительно ставят анализ стойкости к рабочей среде: агрессивные жидкости, ультрафиолет, вакуум.
Собранные данные сводятся в статистический отчёт. Диаграмма Парето отражает вклад каждого дефекта, метод capability index Cp/Cpk демонстрирует устойчивость процесса. При падении индекса ниже 1,33 специалист корректирует параметры печати либо проводить переквалификацию сырья.
Комплексная проверка, объединяющая геометрию, микроструктуру и эксплуатационные испытания, снижает риск отказа изделия, оптимизирует расход порошка и повышает доверие клиентовнта к аддитивному производству.
Аддитивное производство закрепилось в сегментах прототипирования, реставрации деталей и быстрого запуска продуктов. Качество готовой детали зависит от целого набора переменных, поэтому системный контроль критичен.
Основные метрики
Точность геометрии: расхождение номинального и фактического размера по каждой оси измеряется штангенциркулем, микрометром либо оптическим сканером с калиброванной сеткой. Показатель выражается в миллиметрах или процентах.
Плоскостность и прямолинейность: биение поверхности проверяется по прецизионной гранитной плите, прижатой к деталям с красящим слоем. Площадь контакта показывает распределение отклонений.
Адгезия слоев: образцы в форме столбиков растягиваются на настольном динамометре до расслоения. Пик нагрузки указывает на прочность связи термопластических линий.
Шероховатость: параметр Ra снимается профилометром или лазерным конфокальным микроскопом, при желании после химического травления для акцентирования рельефа.
Лабораторные методы
Компьютерная томография выявляет скрытую пористость, включения и пустоты. Трёхмерная реконструкция на основании рентген-срезов формирует карту плотности по всему объёму.
Термография фиксирует горячие зоны во время процесса. Инфракрасная камера, синхронизированная с движением сопла, помогает отыскать участки перегрева либо недогрева, вызывающих усадку.
Ультразвуковой контроль использует продольные и поперечные волны. Скорость распространения сигнала и уровень затухания прямо коррелируют с целостностью межслойной структуры.
Металлографический шлиф, полированный и вытравленный, исследуется под микроскопом. Картина зерен и фаз подсказывает оптимальный профиль термообработки для порошковых сплавов.
Бытовые проверки
Кубик 20×20×20 мм, напечатанный без поддержки, выявляет усадку, расслоение, натёки. Резкий изгиб детали вручную через плоскогубцы снабжает экспресс-оценкой связности слоев.
Контроль веса: соотношение рассчитанной массы модели и фактического результата сигнализирует о пропусках материала либо излишнем переливе. Электронные весы точны до сотых грамма.
Калибровочный визир, нанесённый маркером на стеклянную платформу, демонстрирует отклонение пути сопла. Достаточно одного прохода, чтобы отследить смещения шаговых двигателей по краям поля.
Сенсор влажности внутри бокса для филамента отслеживает поглощение воды. Линия, прошедшая сушку при сорока пяти градусах, показывает чистый срез и глухой звук при изгибе.
Журналирование параметров: скорость, температура сопла, температура стола, поток, высота слоя, ускорение. Каждое значение записывается скриптом через G-код и складывается в CSV для дальнейшего статистического анализа.
Контрольные карты Шухарта и индекс Cp, Cpk вводятся для серий с объёмом не менее двадцати экземпляров. Графики сразу демонстрируют дрейф центра процесса и разброс.
Развёрнутый отчёт объединяет геометрические измерения, физико-механические испытания и данные датчиков. Сведение информации в единую базу снижает время на исправление параметров и повышает повторяемость результата.
Своевременная оценка и дисциплина регистрации гарантируют переход от случайных удачных изделий к стабильному потоку деталей дома и на линии.