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本文，唯晟伯接著和大家分享如何利用CT（3D計算機斷層掃描系統）提高渦輪增壓器葉輪的金屬3D打印質量。

在用3D打印制造葉輪時，需要明確兩個目標：

個目標是大限度地減少打印過程中的熱形變，并確保部件的對稱性。不對稱的葉輪會導致效率降低，在最壞的情況下還可能造成災難性的損壞。

第二個目標是保持低孔隙率；Materialise的目標是讓葉輪的密度高于99.9％。這對于做過減重優化的零件尤為重要，因為相對來說孔隙率對疲勞壽命影響更大。

為了實現3D打印葉輪的這些質量目標，Materialise與Volume Graphics合作，該公司提供對X射線計算機斷層掃描（CT）數據進行分析和可視化的軟件。CT是一種非破壞性成像技術，可以提供被測量部件尺寸（例如大小、形狀、表面質量）和材料結構（例如孔隙率、雜質、缺陷）的信息。因此，CT是檢查3D打印部件的理想選擇。在與Volume Graphics的合作中，Materialise使用CT快速可靠地獲取檢測數據，從而能夠優化AM增材制造工藝參數，為此，Materialise還基于研究成果設計了專門的工作流程。

加速3D打印工作流程

優化葉輪3D打印的工作流程如下：

- 通過Magics仿真模塊，模擬打印過程

- 基于仿真結果優化擺放角度和支撐位置

- 使用過往經驗來調整通用參數集（基于最小化簡單立方體的孔隙度）。選擇了三個調整后的參數集。

- 根據每個參數集打印一個葉輪。對葉輪進行CT掃描，然后使用Volume Graphics的VGSTUDIO MAX軟件確定掃描部件的尺寸與原始工程設計的偏差，計算部件孔隙度并找出缺陷。

左 - Magics視圖下帶有支撐結構的葉輪

中 - 在Magics仿真模塊中模擬得到的尺寸偏差

右 - 通過Volume Graphics使用VGSTUDIO MAX軟件獲得的CT數據與原始工程設計的實際對比

來源：Materialise

CT掃描對部件尺寸的評估證實了Magics 仿真模塊所預測的尺寸偏差，這表明Materialise成功實現了葉輪部件的對稱性。

通過在Volume Graphics的VGSTUDIO MAX軟件中進行CT掃描和后續分析展現3D打印葉輪的孔隙率，來源：Materialise

在VGSTUDIO MAX中對CT掃描數據進行的孔隙度分析表明，使用參數組可實現0.09％的部件孔隙率，滿足我們99.9％的密度目標。當Materialise對孔隙度進行3D可視化后，發現孔隙很小并且在部件內均勻分布——這是改善疲勞壽命的情況。

Magics仿真模塊和VGSTUDIO MAX軟件CT掃描數據分析的結合使用，讓Materialise可以快速找到最小化局部孔隙率并提高部件質量的打印參數。

通過將X射線計算機斷層掃描（CT）數據與工程設計和仿真結合起來，Materialise能夠在短短幾周內快速找到的文件準備參數，并完成這一復雜部件的3D打印。Materialise再次驗證了該部件已精確打印且孔隙率最小。Materialise和Volume Graphics軟件的結合使用讓3D打印的葉輪能夠穩定且長期運行成為可能。

上海唯晟伯檢測技術有限公司,是一家專業從事于尼康微焦點工業CT和x射線設備銷售及售后服務，并向各個行業提供工業CT和x射線等無損檢測服務的一家專業性公司。

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