漏层、翘曲全抓包：增材制造过程监控到底怎么救场？
上个月在南京溧水的增材产业园帮朋友调试一台金属SLM打印机，打八件航空用的承力试验样件，七个全部在内部探伤的时候查出了分层气泡。切开一看，漏熔的位置在第三十二层，不剖开根本看不出来。小半箱钛合金粉，小几十万的成本，半天功夫就打了水漂！
要是那台机器装了靠谱的增材制造过程监控呢？大概率打第三十二层的时候就能叫停，换粉重调，不至于亏到姥姥家。
工业SLM金属增材打印机内置监控摄像头实拍
很多人对增材制造过程监控的误解就是——不就是装个高清摄像头对着打印平台拍吗？真不是这么简单。
增材制造熔池温度红外热成像监控图
这些方案完全可以组合着用，视觉看层间偏差，红外看熔池稳定性，声学补内部缺陷的漏，现在很多新机器出厂就会预装基础版的监控。
别被厂商忽悠，增材制造过程监控也有绕不开的边界
说实话，现在不少卖设备的把增材制造过程监控吹得神乎其神，说装了就能零缺陷，还能全自动纠错，都是营销噱头。
我上个月碰到一个客户，贪便宜装了某家的AI监控，动不动就把正常的粉粒跳动判定成缺陷，半小时停三次机，好好的产能给折腾得只剩三分之一，最后只能把报警阈值调得老高，相当于花几万块买了个摆设。
现在的技术，绕不开几个现实问题。第一是分辨率，小于0.1毫米的微小缺陷，大部分民用级监控根本抓不住，要是缺陷刚好埋在零件深层，现在的非侵入式监控还是很难探到。第二是数据量，打一个十公斤重的金属件，监控能出几十个G的原始数据，别说分析了，很多小工厂连存储的硬盘都买不起，存三个月就满了，只能删掉，等于没录。第三，现在根本做不到全自动纠错，监控只能告诉你“这里好像不对”，到底要不要停机，要不要调整参数，还是得靠有经验的师傅判断，AI还没聪明到能自己处理所有奇奇怪怪的异常。
不过话说回来，哪怕有这么多问题，该用还是得用。你做航空航天的结构件，做植入人体的骨科器械，废一件的成本就是几十万，装一套靠谱的监控才几万块，打一件废件就够回本了。批量生产的时候，过程监控能帮你省掉后续全件探伤的成本，算下来反而赚了。
前阵子跟南航做增材的老师聊天，他们现在在做的事挺有意思，把过程监控采集到的熔池数据，直接和零件最终的力学性能绑定建模，不用每做一个新材料就打几十上百个样去做拉伸试验，省了大半年的试验时间。现在很多人说增材研发慢，不就是试错成本高吗？要是过程监控能把试错的成本降下来，研发速度能提好大一截。
当然，现在也还有问题，不同的机器，不同的材料，数据差得远，模型换个厂就用不了，还得慢慢积累数据。
增材制造现在慢慢从“做样品”走到“做产品”，从实验室走到生产线，过程监控就是给生产线装了一双眼睛，以前是摸黑干活，靠师傅经验赌成功率，现在是睁着眼睛干活，走一步看一步，错了就改，成功率自然上去了。
没必要吹得多么玄乎，也别觉得是没用的花架子。说白了，做制造的，赚的就是省下来的废料钱，提上去的产能钱，能帮你省成本赚钱的东西，怎么会没用呢？
为啥好好的打印，非得盯着过程看？
很多圈外的朋友觉得，增材不就是按三维模型堆材料吗？机器自己跑不就行了？哪来那么多事。 你站在机器旁边看半小时就知道了。哪怕是已经量产的成熟机器，也会出幺蛾子。送粉的时候卡了一粒杂质，熔池温度因为电网波动飘了半度，腔室里的保护气走了个偏流，都会打出你找不到的内埋缺陷。 以前增材大多是小批量定制，做完了拿去做CT或者超声探伤，坏了就扔，成本全算在客户头上。现在不一样了，增材要走批量，要进高要求的领域，航空、骨科这些地方，你敢把带隐疾的件交出去？过程监控的核心从来不是“不出错”，而是“错了早知道”，早发现早止损，总比打完了花大价钱探伤，最后发现全废了强吧？工业SLM金属增材打印机内置监控摄像头实拍
很多人对增材制造过程监控的误解就是——不就是装个高清摄像头对着打印平台拍吗？真不是这么简单。
现在主流的监控方案，到底在盯什么？
现在市面的方案大概分几类，各司其职。 最常见的是层间视觉监控，就是每打印完一层，用高清相机扫一遍整个平台，把扫出来的图像和理论模型做对比，缺粉、凹坑、错层一眼就能看出来。这种方案成本低，对塑料SLS、光固化这些工艺特别好用，毕竟缺陷大多在表层，一眼就能抓。 针对金属增材，更核心的是熔池级的监控。金属打印是靠激光把粉熔化了冷却成型，熔池的温度、大小、形状直接决定了件的强度能不能达标。现在主流的是用红外热成像或者高速相机跟拍熔池，每一秒熔池的变化都记下来，温度超出阈值立马报警。我之前碰过一个做钛合金髋关节的客户，打印的时候熔池温度飘了0.2秒，监控立马停了机器，不然那个植入物进了人体就是大事故。 还有挺小众的声学监控，就是用高精度传感器听熔池熔化的声音，正常熔合和气泡破裂、裂纹产生的声音频率完全不一样，传感器能精准抓出来。很多时候缺陷藏在视觉看不到的内部死角，声学就能补上这个漏洞。增材制造熔池温度红外热成像监控图
这些方案完全可以组合着用，视觉看层间偏差，红外看熔池稳定性，声学补内部缺陷的漏，现在很多新机器出厂就会预装基础版的监控。
别被厂商忽悠，增材制造过程监控也有绕不开的边界
别被厂商忽悠，增材制造过程监控也有绕不开的边界
说实话，现在不少卖设备的把增材制造过程监控吹得神乎其神，说装了就能零缺陷，还能全自动纠错，都是营销噱头。
我上个月碰到一个客户，贪便宜装了某家的AI监控，动不动就把正常的粉粒跳动判定成缺陷，半小时停三次机，好好的产能给折腾得只剩三分之一，最后只能把报警阈值调得老高，相当于花几万块买了个摆设。
现在的技术，绕不开几个现实问题。第一是分辨率，小于0.1毫米的微小缺陷，大部分民用级监控根本抓不住，要是缺陷刚好埋在零件深层，现在的非侵入式监控还是很难探到。第二是数据量，打一个十公斤重的金属件，监控能出几十个G的原始数据，别说分析了，很多小工厂连存储的硬盘都买不起，存三个月就满了，只能删掉，等于没录。第三，现在根本做不到全自动纠错，监控只能告诉你“这里好像不对”，到底要不要停机，要不要调整参数，还是得靠有经验的师傅判断，AI还没聪明到能自己处理所有奇奇怪怪的异常。
不过话说回来，哪怕有这么多问题，该用还是得用。你做航空航天的结构件，做植入人体的骨科器械，废一件的成本就是几十万，装一套靠谱的监控才几万块，打一件废件就够回本了。批量生产的时候，过程监控能帮你省掉后续全件探伤的成本，算下来反而赚了。
前阵子跟南航做增材的老师聊天，他们现在在做的事挺有意思，把过程监控采集到的熔池数据，直接和零件最终的力学性能绑定建模，不用每做一个新材料就打几十上百个样去做拉伸试验，省了大半年的试验时间。现在很多人说增材研发慢，不就是试错成本高吗？要是过程监控能把试错的成本降下来，研发速度能提好大一截。
当然，现在也还有问题，不同的机器，不同的材料，数据差得远，模型换个厂就用不了，还得慢慢积累数据。
增材制造现在慢慢从“做样品”走到“做产品”，从实验室走到生产线，过程监控就是给生产线装了一双眼睛，以前是摸黑干活，靠师傅经验赌成功率，现在是睁着眼睛干活，走一步看一步，错了就改，成功率自然上去了。
没必要吹得多么玄乎，也别觉得是没用的花架子。说白了，做制造的，赚的就是省下来的废料钱，提上去的产能钱，能帮你省成本赚钱的东西，怎么会没用呢？