賓夕法尼亞州立大學(xué)工業(yè)工程教授楊輝表示，增材制造提供了前所未有的設(shè)計靈活性和擴展功能，但不同生產(chǎn)機器的質(zhì)量和工藝可能大不相同。隨著航空航天、醫(yī)療保健和汽車行業(yè)的應(yīng)用具有大規(guī)模定制的潛力，增材制造需要質(zhì)量管理。
為了解決這個問題，Yang 和來自賓夕法尼亞州立大學(xué)、內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校和美國國 標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所 (NIST) 的 組研究人員提議設(shè)計、開發(fā)和實施 種新的數(shù)據(jù)驅(qū)動的質(zhì)量控制方法。添加劑制造。他們在電氣和電子工程師協(xié)會 (IEEE) 學(xué)報上發(fā)表了他們的工作 。
“就像 個生態(tài)系統(tǒng)，我們讓人們在增材制造的不同 域進行孤立的工作，系統(tǒng)工程師可以幫助將各個點聯(lián)系起來，為質(zhì)量管理提供 個框架，”楊說。“質(zhì)量是必不可少的，如果我們從 開始就設(shè)計 個系統(tǒng) 的質(zhì)量管理框架，那么我們就能以更低的成本獲得更高的質(zhì)量和更好的生產(chǎn)力。 終，每個人??都想做高精度、高端制造，但如果生產(chǎn)過程中的任何 步質(zhì)量都會受到影響，您將失去 市場所需的競爭優(yōu)勢。利用數(shù)據(jù)來控制和確保高質(zhì)量的產(chǎn)品有助于保持這種優(yōu)勢。”
該團隊共同分析了各種學(xué)術(shù)論文，以推導(dǎo)出增材制造質(zhì)量控制的 6 西格瑪框架，這導(dǎo)致了他們提出的系統(tǒng)工程方法。
該方法取決于 6 西格瑪，這是 種流行的方法，它使用數(shù)據(jù)驅(qū)動的策略來消除缺陷、提高利潤并提高產(chǎn)品質(zhì)量。通過他們的詳細(xì)分析，該團隊建議將這種定義、測量、分析、改進和控制的五步方法應(yīng)用于增材制造時可以進 步促進質(zhì)量管理。
“通過我們分析的研究，我們確定了增材制造的關(guān)鍵挑戰(zhàn)以及缺乏質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的地方，”楊說。“對于流程中的每 步，您都需要確定癥結(jié)點，這就是機器學(xué)習(xí)等方法可以發(fā)揮作用的地方，并幫助向工程師或設(shè)計師展示如何控制流程以避免缺陷。”
賓夕法尼亞州立大學(xué)工程設(shè)計與制造教授兼機械工程教授蒂姆辛普森解釋說，在大規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)品的背景下，這些缺陷可能會成為巨大的負(fù)擔(dān)。
“如果您的目標(biāo)是使用增材制造來制造汽車或飛機的零件，那么該零件 好不要失敗，”辛普森說。
他還指出，故障零件的成本可能會加起來——他說， 個失敗的金屬構(gòu)造“很容易花費 10 到 2 萬美元，并且需要多次迭代”。
通過尋找批量生產(chǎn)零件標(biāo)準(zhǔn)中的質(zhì)量差距，辛普森表示，他們提出的方法對于確保大批量和定制產(chǎn)品的增材制造質(zhì)量生產(chǎn)至關(guān)重要。
“質(zhì)量控制流程和方法是為大規(guī)模生產(chǎn)建立的，在那里你可以生產(chǎn)數(shù)百到數(shù)百萬件東西，”辛普森說。“增材制造實現(xiàn)了定制化，當(dāng)您只制造 件或幾件物品時，當(dāng)前的質(zhì)量控制方法和公認(rèn)的做法并不容易適用。我們必須以不同的方式思考以確保高質(zhì)量的零件。”
賓夕法尼亞州立大學(xué)的 Allen E. Pearce 和 Allen M. Pearce 工業(yè)工程教授 Soundar Kumara 指出，他們的評論代表了 進的增材制造技術(shù)，可以通過提供對工具和技術(shù)的全面了解來幫助研究人員
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