一、原材料及工藝前檢測

1. • 化學成分分析：通過光譜分析（ICP-OES、XRF）驗證粉末成分符合標準（如ASTM F3049），避免雜質元素（如氧、氮）超標。
   • 粒度分布及形貌：激光衍射法（ISO 13320）測定粉末粒徑范圍（通常15-45μm），SEM觀測球形度與衛星粉比例，影響流動性與鋪粉均勻性。
   • 流動性測試：霍爾流速計（ASTM B213）評估粉末流動能力，確保鋪粉密度一致性。
2. • 能量密度計算：驗證激光功率、掃描速度、層厚等參數的匹配性，以避免欠熔或過燒。
   • 基板預處理檢測：表面粗糙度（Ra≤1.6μm）與清潔度（無油污、氧化物）檢查，保障首層結合強度。

二、打印過程在線監控

1. • 高速攝像與紅外熱成像：實時捕捉熔池尺寸、溫度梯度及凝固行為，識別異常飛濺或熱積累。
   • 光致等離子體監測：通過光譜分析等離子體信號（如電子溫度、密度），間接判斷熔池穩定性。
2. • 共軸熔池監控（Coaxial Monitoring）：集成光電傳感器檢測熔池反射光強度變化，定位未熔合或孔洞。
   • 聲發射技術：采集打印過程中的聲波信號，通過機器學習算法識別裂紋萌生特征。

三、后處理及幾何尺寸檢測

1. • 殘余應力檢測：X射線衍射法（XRD）或中子衍射法測量應力分布，優化熱處理工藝參數（如退火溫度、時間）。
   • 表面粗糙度測試：接觸式輪廓儀（ISO 4287）或白光干涉儀量化Ra值，評估是否需要后續機加工。
2. • 三維掃描比對：藍光/激光掃描獲取實際模型，與CAD數模對比，分析尺寸偏差（公差通常±0.1mm）。
   • 關鍵特征檢測：CMM（三坐標測量機）精確測量孔位、薄壁厚度等關鍵結構尺寸。

四、內部缺陷及力學性能檢測

1. • X射線計算機斷層掃描（CT）：分辨率可達微米級，檢測內部孔隙率（目標<0.5%）、裂紋及未熔合缺陷（ASTM E1695）。
   • 超聲波檢測（UT）：適用于大尺寸零件，通過回波信號定位缺陷深度（需耦合劑與表面平整）。
   • 滲透檢測（PT）與磁粉檢測（MT）：針對近表面缺陷，快速篩查裂紋與氣孔。
2. • 拉伸/壓縮試驗：測定屈服強度、抗拉強度及延伸率（參照ASTM E8/E9），對比各向異性差異。
   • 疲勞與斷裂韌性測試：評估循環載荷下裂紋擴展速率（da/dN）及臨界應力強度因子（KIC）。
   • 顯微硬度測試：維氏或努氏硬度計測量不同區域的硬度分布，反映微觀組織均勻性。

五、微觀組織與化學特性分析

1. • 晶粒形貌與取向：SEM-EBSD分析熔池邊界、柱狀晶/等軸晶比例，關聯力學性能。
   • 孔隙與裂紋定量：圖像分析軟件（如ImageJ）統計缺陷數量、尺寸及分布。
2. • 能譜分析（EDS）：定位元素偏析（如Al/Ti合金中的成分波動）。
   • X射線衍射（XRD）：識別相組成（如鈦合金中α/β相比例），避免有害相（如σ相）生成。

六、特殊應用場景附加檢測

• 生物相容性測試（醫療植入物）：ISO 10993系列標準，檢測金屬離子釋放量及細胞毒性。
• 高溫氧化性能（航空發動機部件）：熱重分析（TGA）評估抗氧化涂層有效性。
• 真空環境驗證（航天部件）：氦質譜檢漏儀確保零件在低壓下的密封性。

七、檢測技術發展趨勢

1. 智能化檢測系統：AI驅動的缺陷自動分類（如卷積神經網絡識別CT圖像中的孔隙）。
2. 多傳感器融合監控：集成熱、光、聲等多模態數據實時反饋，實現閉環工藝優化。
3. 標準體系完善：針對新型合金（如高熵合金）制定專用檢測規范（如ASTM/ISO增補條款）。