这个美国陆军CCDC陆军研究实验室(ARL)已经发现了一种预测3D打印零件性能的方法，并了解任何可能影响其性能的缺陷。
在一项新的研究中，ARL将通过传感器测量来检测和监控3D打印马氏体时效钢的磨损。这种测量可以帮助军方预测零件何时会退化或失效，何时需要更换，从而使其保持就绪。
美国陆军CCDC陆军研究实验室车辆技术委员会主任Jaret C. Riddick博士解释说:“由于制造过程本身的原因，3D打印部件会显示出某些特性，如果不加以检查，这些部件可能会以传统加工部件所看不到的方式退化。”
因为2019冠状病毒疾病的原因，我们通常认为，在当前情况下，使用这些部件意味着填补一个关键的需求，就像我们在CVID-19的反应中看到的3D打印一样。
三维打印零件的实时监控
这项研究最近发表在国际先进制造技术杂志由来自CCDC实验室、国家标准与技术研究所、CCDC航空与导弹中心和约翰霍普金斯大学的一组研究人员领导。
它详细介绍了使用实验验证集评估金属添加剂制造马氏体时效钢梁的实时疲劳行为，该钢梁使用激光粉末床熔合（LPBF）3D打印工艺生产。马氏体时效钢是一种无碳铁镍合金，具有优异的强度和韧性而不丧失延展性。雷电竞充值
使用X射线计算机断层扫描（CT）、纳米压痕和原子力显微镜对金属零件进行评估。使用准静态测试过程评估印刷状态。
确保3D打印部件的质量和性能是大多数制造商的关键要求。英国工程公司英国例如，开发了一个新的软件和硬件包，旨在提高LPBF构建的质量通过声学测量。σ实验室还提供了PrintRite3D过程中质量保证（IPQA）软件包，用于金属添加剂制造过程中的实时监控。雷电竞充值
数字双胞胎都是像西门子提供完整的其开发和机器过程的虚拟化，实现对生产性能的实时监控。
通过3D打印确保陆军做好部署准备
Riddick博士解释说，ARL的研究指出了一个验证过程，确保在紧急需要替换部件的环境下，从很远的地方交付它们所需的时间是有限的。在这种情况下，士兵们通常会选择权宜之计，继续执行任务，而不是完全放弃任务。
该实验室的机械工程师Todd C.Henry博士是这项研究的合著者，他将验证组给出的有关材料性能的提示比作车辆里程表读数，表示需要换油：“应变或涡流传感器将提供测量结果，并让您知道需要更换的零件。”亨利博士还想开发一种工具，用于测量每个3D打印部件的独特性能，通过传感器测量确认每个部件都是不同的。
亨利博士补充说:“如果我拿一批回收针，并开始来回弯曲它们，它们会在不同的时间间隔因疲劳损伤而断裂，这取决于与钢相关的内部缺陷。”“每一种现实世界的材料和结构都有缺陷，这使得它在性能上独一无二。因此，如果一批回形针需要21-30次循环才能断裂，我们今天所做的就是在15次循环后扔掉这批回形针，以确保安全。”
Henry博士继续说，通常情况下，3D打印零件的缺陷归因于计算机模型和打印件之间的空洞和几何差异。ARL开发的传感器技术提供了一种跟踪单个部件、预测故障点并在故障发生前几周更换它们的方法。
“为了创造一个高度信任的局面，您几乎不冒任何风险，例如在15个周期后扔掉回形针，即使测试批次中的最低使用寿命为21个周期。如果您尝试冒更大的风险，并将扔掉的限值设为22个周期，回形针可能会在某个时候折断，但您可以节省资金。”
亨利说，陆军研究人员正在将这些发现应用到涉及3D打印不锈钢零件的新研究中，并使用机器学习技术而不是传感器来表征零件的寿命。
“有了3D打印技术，你可能无法用完全相同的材料替换零件，”他说。“3D打印在成本和时间上都有好处，无论如何都有理由使用它。想象这样一种情况，你总是选择最坚固的材料，但有另一种材料更便宜、更容易获得，但你需要证明这种材料是可以依赖的。”
亨利博士的论文合著者，“附加制造马氏体时效钢的现场疲劳监测研究“是弗朗西斯·菲利普斯博士和丹·科尔博士，CCDC陆军研究实验室；国家标准与技术研究所Ed Garboczi博士；作战能力发展司令部航空和导弹中心罗伯特·海恩斯博士和约翰·霍普金斯大学特伦斯·约翰逊博士。
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