江苏激光联盟导读：
质量是部署新流程、产品或服务的关键决定因素，并影响新兴制造技术的采用。增材制造 (AM) 作为制造工艺的出现有可能彻底改变从生产到供应链的一系列企业相关功能。AM 提供的前所未有的设计灵活性和扩展功能，加上大大缩短的交货时间，可能为大规模定制铺平道路。然而，增材制造的广泛百思特网应用目前受到工艺可重复性和质量管理方面的技术挑战的阻碍。
增材制造 (AM)，也称为三D打印，是通过材料的层层堆积来制造产品的过程的统称。商业增材制造系统的出现使得可以直接从计算机辅助设计 (CAD) 模型中以最少的干预步骤制造具有复杂几何形状的零件。直到最近，增材制造零件主要仅限于原型演示者角色；AM零件的可行性现在已经发展到可以用于生产和最终组装的程度。与传统的减材（机械加工）和成型（铸造、焊接和成型）制造工艺相比，增材制造具有显着优势，例如消除专门的工具成本、减少材料浪费和生命周期成本，从而能够创建复杂和自由形状的几何形状 ，并为各种工业应用扩展产品功能。
粉末床融合 (PBF) 工艺通常用于粉末材料床产品的AM。PBF印刷技术的例子包括使用不同类型能源的直接金属激光烧结 (direct metal laser sintering, DMLS) 、电子束熔化 (electron beam melting, EBM)、选择性热烧结 (selective heat sintering, SHS)、选择性激光熔化 (selective laser melting, SLM) 和选择性激光烧结 (selective laser sintering, SLS)。它们使用不同类型的能量源(例如激光、电子束或热)将粉末熔化或烧结在一起以制造固体三D部件。请注意，LPBF 利用激光源以逐层方式烧结金属粉末以创建最终结构。除了 PBF增材制造工艺外，还有多种其他AM工艺，例如材料喷射、粘合剂喷射、材料挤出、定向能量沉积 (directed energy deposition, DED)、片材层压和还原聚合。材料的选择范围从金属、复合材料、聚合物、生物材料到陶瓷。
但是，质量管理方面的技术挑战阻碍了AM技术在行业中的广泛采用。例如，增材制造的微观结构和机械性能受复杂、难以建模的工艺现象（例如热效应和残余应力）的影响。反过来，这些复杂的过程相互作用会导致隐藏的内部缺陷，从而降低零件的质量。因此，增材制造零件的废品率很高，尤其是在考虑独一无二的生产时。在实际案例研究中，在同一台商用 AM 机器中使用同一 CAD 模型同时构建的零件可能会产生不同的质量结果，这种情况并不少见。如图一所示，在同一台商用 AM 机器上使用相同的 CAD 模型同时构建了七个零件，其中只有百思特网两个零件没有缺陷。AM 构建的高拒绝率和相关成本显着阻碍了 AM 功能的更广泛利用，超出了当前的快速原型制作现状。
▲图一. 在内布拉斯加大学林肯分校的案例研究中，七个不锈钢部件建立在商业 AM 系统上。这些零件仅在方向上有所不同，所有其他工艺条件都相同。
Six Sigma (六S) 是传统制造业（例如半导体和汽车行业）广泛使用的实践，用于质量规划、质量保证 (QA)、质量控制 (QC) 和持续改进，广泛使用数据、统计、 和优化。如图二所示，六S 需要数据驱动的定义、测量、分析、改进和控制 (DMAIC) 方法。
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