在最近发表在《杂志》上的文章中添加剂制造，研究人员讨论了即时体积添加剂制造的3D计量学。
学习：体积添加剂制造的即时3D计量学。图片来源：marinagrigorivna/shutterstock.com
背景
体积添加剂制造（VAM）的最新进展改变了增材制造（AM）范式。层析成像VAM目前是最广泛使用的VAM方法。重要的是，VAM工艺消除了数字光处理（DLP）和立体光刻（SLA）中耗时的果皮恢复相，从而使打印时间不到一分钟。尽管VAM提高了AM的速度，但快速打印计量和检查的必要性仍然是所有AM模式的主要障碍。
最近有稀疏的AM系统报告使用光学3D扫描来评估层沉积之间的打印几何形状。这些技术要么仅采样一系列选择，要么假定打印与简单的设计文件非常相似。目前，没有设备可以准确评估打印过程中完整对象的几何形状。
表面经理计允许对局部表面地形的高分辨率摄影，但仅在相对平坦的区域，几乎没有平均值。
关于研究
在这项研究中，作者证明了完全同时进行的3D计量和印刷。为了实时的3D图案成像在层合规化添加剂制造过程中，光黄星在凝胶过程中的光散射中使用了实质性上升。一种通用方法应用于层析成像，旋转构建体积允许同时进行断层摄影剂量投影和层析成像成像。成像方法称为“光散射断层扫描”（OST）。
该团队提出了一种用于AM中固化实时3D映射的光学成像技术。为了区分打印量的固化部分和未固定部分，在光散射中使用了树脂的急剧上升。通过以暗场配置监视构建体积中的光散射强度，获得了印刷品的高对比度投影图像。
在OST中，从打印量扫描了侧面散射的光，并形成了对象的每一层的正弦图，并允许层析成像重建。证明了光聚合AM系统，该系统允许整个印刷品进行定量重建并在整个打印过程中现场表现出来。
研究人员奠定了在拟议的打印机几何形状中实施OST的数学基础。显示了复杂断层扫描印刷品的4D（3D +时间）成像，并将OST成像发现与参考打印几何形状进行了比较。
观察
构建体积中光散射密度的层析成像成像产生了无伪影和定量的3D +时间模型的固化项目，这些模型准确地低于印刷品尺寸的1％。实验OST衍生的3D模型和参考几何形状的尺寸精度和根平方误差（RMSE）等于或小于OST Voxel尺寸（0.155mm）或打印尺寸的1％或更少。
断层摄影采样和一种类似于投影步骤中非折射匹配层析成像打印系统所采用的采样技术，使打印瓶中的散射密度的3D重建能够重建。尽管基于Schlieren的技术适用于完美索引匹配的系统，但空气/小瓶接口处的折射严重程度使它们难以在非索引匹配的系统中使用。
OST成像使层析成像打印机通过向操作员传递关键的打印进度反馈而更容易使用。已经发现，使用OST成像系统大大加速了在广泛的印刷几何形状和树脂上获得成功的打印参数的能力。
结论
总之，这项研究介绍了OST成像方式，该模式允许对层析成像VAM工艺进行实时3D成像。作为一种光学对比机制，OST剥削了由液体单体和固体聚合物之间的微尺度折射率差异引起的散射。瑞利散射理论捕获了OST散射信号对折射率不匹配的近似依赖性。
在凝胶过程中，散射光的黑场成像是计量方法的重要方面。这种光学配置被证明在层析成像VAM中很有用，但也可以在其他AM方法中使用。可以从构建体积下方成像DLP或SLA打印的每一层的暗场散射，从而产生实际固化印刷的高对比度的一层照片。通过允许用户查看和量化印刷品的开发，将OST与其他3D打印系统区分的OST区分。
作者强调，所提出的方法为下一代快速原型制作提供了道路，并通过在打印过程中包括表单测量，并进行实时故障识别和整流。
他们还认为，易于使用的时空计量学（例如OST提供的计量学）对于改善层析成像VAM的忠诚度至关重要，同时也使其对最终用户更容易访问。
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来源
Orth，A.，Sampson，A.L.，Zhang，Y。等。体积添加剂制造的即时3D计量学。增材制造102869（2022）。https://www.欧洲杯线上买球sciendirect.com/science/article/abs/pii/s2214860422002688
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