臺(tái)式掃描電鏡目前絕大部分零部件的生產(chǎn)仍然采用的是傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式，即通過機(jī)床對(duì)零部件進(jìn)行車銑、刨磨等，其技術(shù)已經(jīng)非常的成熟，甚至能夠?qū)崿F(xiàn)精密以及超精密加工。然而對(duì)于有些非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，這種減材的加工方式，仍然很難去實(shí)現(xiàn)。
得益于最近二十年飛速發(fā)展的增材制造技術(shù)，也就是我們常說的3D打印技術(shù)。使得這些復(fù)雜結(jié)構(gòu)零部件的生產(chǎn)由不可能成為了可能。
相對(duì)于傳統(tǒng)的減材加工方式，臺(tái)式掃描電鏡增材制造技術(shù)除了能夠生產(chǎn)出復(fù)雜結(jié)構(gòu)的零部件之外，還有很多其他的優(yōu)勢(shì)。比如原先需要8個(gè)零件組裝的部件現(xiàn)在只需要1個(gè)，大大減少了零件的數(shù)量及裝備的過程。蔡司工業(yè)CT同時(shí)通過新的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)零部件用材更少、更輕、更加堅(jiān)固。
在增材制造整個(gè)生產(chǎn)過程中，蔡司臺(tái)式掃描電鏡能提供從原材料粉末的分析表征、到印后缺陷的觀察檢測(cè)、尺寸測(cè)量、材料的結(jié)構(gòu)質(zhì)量、表面質(zhì)量再到所有數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)等一系列的軟硬件產(chǎn)品方案。
蔡司工業(yè)CT各種粉末材料作為增材制造的原材料，對(duì)其質(zhì)量的把關(guān)是增材制造質(zhì)量控制的第一步。粉末顆粒的尺寸大小、尺寸分布、形狀、表面形貌、內(nèi)部致密性等，不僅影響打印后產(chǎn)品的性能而且還會(huì)影響整個(gè)工藝過程。
? 利用蔡司光學(xué)顯微鏡能夠快速得到粉末顆粒尺寸分布信息
? 利用蔡司掃描電子顯微鏡能夠獲取極小至納米尺度的顆粒尺寸信息，顆粒表面形貌信息，以及顆粒的成份信息
? 利用蔡司 X射線顯微鏡能夠?qū)︻w粒形狀、尺寸和體積分布進(jìn)行詳細(xì)分析。分析粉末床壓實(shí)度與形狀的關(guān)系有助于確定合適的工藝參數(shù)，縮短最佳打印配方的開發(fā)。
? 利用光學(xué)顯微鏡以及掃描電子顯微鏡進(jìn)行的都是顆粒二維的觀察及分析。而利用X射線顯微鏡則可以獲取顆粒三維方向的數(shù)據(jù)，同時(shí)還可以一次掃描多個(gè)顆粒。這里展示的是同時(shí)掃描三種顆粒的結(jié)果對(duì)比，分別是干凈顆粒、污染顆粒及報(bào)廢顆粒?？梢钥吹綀?bào)廢顆粒的粒徑非常大。
02
印后產(chǎn)品缺陷與內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察
蔡司顯微鏡粉末的質(zhì)量以及在構(gòu)建過程中的分散方式可能會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中形成空隙或材料雜質(zhì)。使用蔡司光學(xué)顯微鏡檢查產(chǎn)品構(gòu)建質(zhì)量或使用高分辨率 X 射線顯微鏡檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)有助于確定工藝參數(shù)的影響，并更快地定義實(shí)現(xiàn)最佳產(chǎn)品質(zhì)量的工藝參數(shù)。
? 通過光學(xué)顯微鏡的使用，對(duì)產(chǎn)品表面特征的特寫提供了對(duì)零件質(zhì)量和工藝參數(shù)可能存在 的缺陷，從而更好地了解微裂紋和分層的起源。
? 增材制造為前所未有的設(shè)計(jì)自由打開了大門，允許復(fù)雜的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。高分辨率 X 射線顯 微鏡能夠?qū)@些結(jié)構(gòu)進(jìn)行獨(dú)特的觀察，并分析潛在的內(nèi)部缺陷。
? X射線顯微鏡檢測(cè)可以提供構(gòu)建完整性的獨(dú)特視圖，并顯著幫助優(yōu)化 3D 打印過程。零件的掃描圖像可以在任何方向上進(jìn)行橫切，蔡司顯微鏡并與 CAD 標(biāo)準(zhǔn)圖表進(jìn)行比較。
印后產(chǎn)品材料質(zhì)量檢測(cè)
蔡司顯微鏡與傳統(tǒng)的制造方法不同，增材制造工藝要求粉末在制造過程中熔化。因此熔融溫度等工藝參數(shù)極大地影響晶體結(jié)構(gòu)以及零件性能。
? 利用光學(xué)顯微鏡表征使用短的局部激光束熔融顆粒的結(jié)構(gòu)形態(tài)
▲AlSi10Mg 沿建造方向橫截面
? 臺(tái)式掃描電鏡利用電子背散射衍射（EBSD）的掃描電鏡，可以對(duì)晶體或多晶材料進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)的晶體 學(xué)表征和研究。
▲EBSD 晶體取向圖，單個(gè)晶粒著色，看不見激光加工痕跡
? 用于傳統(tǒng)生產(chǎn)和增材制造的原材料，相同的材料可以具有完全不同的晶體結(jié)構(gòu)。這種差異將極大地影響成品零件的機(jī)械性能。
▲傳統(tǒng)生產(chǎn)與增材制造 AlSi10Mg 結(jié)構(gòu)的比較
印后產(chǎn)品表面質(zhì)量檢測(cè)
表面粗糙度對(duì)零件的機(jī)械和視覺質(zhì)量至關(guān)重要。增材制造的零件可能非常復(fù)雜，隱藏的內(nèi)部結(jié)構(gòu)無法接近。使用高相關(guān)光學(xué)輪廓儀和高分辨率 X 射線顯微鏡，無論在零件內(nèi)部或外部位置進(jìn)行詳細(xì)的表面分析。
? 利用光學(xué)共聚焦顯微鏡能夠快速獲取零件表面符合 ISO 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度，利用 X 射線顯微鏡能夠獲取零件內(nèi)表面符合 ISO 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的微觀粗糙度
▲光學(xué)顯微鏡與 X 射線顯微鏡粗糙度測(cè)試結(jié)果比較