增材制造：通过扫描电镜（SEM）改进增材制造加工工艺
在之前的博客中，我们介绍了增材制造（am）是一种新的制造方法，并介绍了其关键点。增材制造也被称为 3d 打印或快速成型，由于其无限的潜力，吸引了众多人士和行业的关注。在这篇博客中，我们将介绍如何使用扫描电镜（sem）来监测和改善增材制造质量。
扫描电镜（sem）检测表面缺陷
目前，am 厂商使用扫描电镜（sem）作为产品的表征技术。扫描电镜（sem）可以提供高分辨率图像，可以仔细检查 am 工艺生产组件的表面质量。扫描电镜（sem）的使用可以帮助我们揭示产品的表面缺陷，这些缺陷往往影响着产品的机械性和耐久性。
对于某些材料，如钛合金，与传统的制造工艺相比，利用 am 制造出具有相同性能的密集部件是非常具有挑战性的。而扫描电镜（sem）恰好是am终产品检测中非常有用的表征技术。
扫描电镜（sem）分析增材制造粉末
然而，扫描电镜（sem）不仅帮助检测终产品，也可以对am 工艺中使用的原材料进行表征。增材制造主要是基于粉末的技术，包括烧结各种各样的粉末。增材制造的实质是通过计算机辅助设计软件（如cad），将某种特定的加工样式生成一个数字化的模型文件，然后按照模型图用各类金属粉末或塑料、陶瓷和复合材料等可塑性高的物质进行加工的。
如果我们把更多的关注放在正在使用的金属粉末上，将会看到许多金属已经用于增材制造工艺。不锈钢、钴、镍、钛、铝、铁和铝铜基合金已被使用，并且种类一直在增加。
am厂商对金属粉末的许多特性都非常关注。尺寸（在 1 到几百微米的范围内）是一个能够确保颗粒均匀分布的非常重要的性质，这将影响产品的性能和其潜在应用。形状（球形颗粒是的）影响颗粒的填充、流动涂覆能力。孔隙度，影响了材料的机械强度。
在大多数情况下，需要仔细检查粉末的上述特性，并且需要高度均匀的分布。
扫描电镜（sem）和颗粒表征
如上所述，扫描电镜（sem）对 am 工艺制造的产品的表面进行成像和表征。另外，对于粉末材料的表征，可以使用软件，例如由飞纳电镜开发的颗粒统计分析测量系统（particlemetric）。
该软件可以自动检测扫描电镜样品上存在的颗粒，并通过测量几种重要的物理性质，如尺寸，形状，圆度，长径比等来准确表征它们。这些物理数值需要检查和分析大量颗粒，因此这些自动执行的表征过程就显得非常重要，可以有效提高测试者的工作效率。
另外，扫描电镜（sem）可以通过使用所配备的能量色散x射线光谱仪（edx）检测粉末材料的化学特性。将扫描电镜（sem）的 edx 探头应用于 am 工艺中，操作员可以准确检测和量化样品中存在的元素。
图1：particlemetric软件的屏幕截图。左侧显示扫描电镜（sem）中检测到的颗粒。右侧显示检测结果，它们的性质和生成具有颗粒属性的图形。
显而易见，扫描电镜（sem）可以*覆盖用于 am 工艺的产品和材料的表征要求：使用扫描电镜（sem）成像检查产品表面，用专门的颗粒统计分析系统来测量粉末材料的物理特性，使用 edx 技术来检测和量化它们的组成元素。
增材制造和扫描电镜（sem）
在增材制造中，产品的质量控制以及检测产品表面缺陷是至关重要的。但是，作为增材制造商，希望能够在不占用太多时间的情况下改善 am 流程。
additive industries 是世界上家用于工业金属增材制造系统的设备制造商。他们设法解决这个障碍，并利用飞纳台式扫描电镜来提高质量控制。
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