德國蔡司（ZEISS）近日在TCT雜志專訪中，由美國研究與質量解決方案部X射線產品經理保羅·布拉克曼（Paul Brackman）詳細闡述了公司如何通過整合粉末數據、過程掃描與人工智能技術，解決增材制造（AM）面臨的Zui大質量控制（QC）瓶頸。

蔡司為增材制造提供從原材料表征、工藝開發(fā)到成品尺寸檢測與缺陷分析的完整技術組合，涵蓋掃描電子顯微鏡、光學顯微鏡、2D與3D X射線系統(tǒng)、三坐標測量機（CMM）、結構光3D掃描儀及表面表征系統(tǒng)。配套軟件可可視化分析檢測數據、評估內部缺陷與尺寸精度，并將不同技術的數據關聯起來。蔡司的目標是幫助制造商將增材制造從工藝研發(fā)階段推進至可靠、可擴展的量產階段。

在質量控制環(huán)節(jié)上，蔡司強調“面向檢測的設計”（Design for Inspection）應納入早期設計階段。工程師需提前確定關鍵特征、內部幾何結構與功能表面的驗證方式，以便在設計初期選擇合適測量技術、定義基準點并識別潛在驗證難題，從而降低后期返工成本。

上游的粉末與材料表征同樣至關重要。供應商的分析證書僅為基礎起點，實際應用中還需針對特定工藝評估粒徑分布、形貌、化學成分、污染風險、流動性、密度及批次差異。若表征不足，可能導致鋪粉不均、熔池行為異?；驃A雜物等下游缺陷。蔡司建議結合光學顯微鏡、掃描電鏡與X射線顯微CT進行互補測量，以建立完整的粉末驗收與工藝控制依據。

針對打印后階段的變形問題，蔡司提出基于3D掃描數據的幾何補償方案。通過掃描成型件并與CAD模型比對，利用ZEISS INSPECT軟件量化偏差后，對下一批次的制造幾何體施加反向補償。經有限次迭代循環(huán)，工藝可逐步逼近近凈成形狀態(tài)。熱處理等后處理步驟會引入額外復雜度，需在相應階段進行3D掃描以分離各工序影響，且仿真模型需依賴實測掃描數據進行驗證與修正。

X射線計算機斷層掃描（XCT）是蔡司實驗室的內部結構與缺陷檢測技術。其優(yōu)勢在于無需特殊夾具即可快速獲取零件外部幾何與內部缺陷的三維圖像，不僅能定位裂紋起源、量化變形程度并生成數字孿生體，還可發(fā)現高密度夾雜物、測量內表面粗糙度、追溯孔隙率與疲勞壽命的關系，以及通過基板缺陷映射完成打印機等效性認證。受限于射線穿透能力，蔡司已推出METROTOM 800型320 kV工業(yè)CT，專門用于獲取鎢、銅等高密度增材制造部件的高分辨率圖像。

此外，蔡司推出了AM VERCES標準化認證流程，旨在統(tǒng)一科研與工業(yè)端需求。該方案可用于優(yōu)化新材料或非標粉末的激光/電子束參數，繪制打印基板的質量分布圖，驗證多臺設備間的輸出一致性，并持續(xù)追蹤設備健康狀態(tài)與維護后的性能變化。

隨著增材制造向規(guī)?；a邁進，質量控制需向自動化、集成化與數據驅動轉型。蔡司指出，研發(fā)階段側重理解材料、工藝與質量的關聯；量產階段則需根據部件關鍵性與監(jiān)管要求，采用統(tǒng)計抽樣或全檢策略。通過機器人上下料、托盤化夾具、在線X射線系統(tǒng)及自動化分析工具，可在提升檢測通量的同時保持結果可靠性。人工智能已在圖像處理與分析中應用多年，能夠加速數據采集、提高一致性并輔助處理海量數據，但任何AI工作流均需經過應用驗證、符合標準規(guī)范并保留人工監(jiān)督。

資料來源：TCT Magazine；原文發(fā)布日期：2026-10-05。本文為資料編譯。