NASA美国国家航空航天局的马歇尔太空飞行中心给Phase3D公司批了一个新项目。这个项目想做的事情，简单说就是让金属增材制造部件在生产过程中就能完成资格认证，不用再等漫长的构建后测试。
NASA自己算过一笔账。目前，单个飞行关键增材制造部件的资格认证需要超过18个月。18个月是什么概念，一台打印机打印这个部件可能只需要几天，但证明它能不能上天，要等一年半。
Phase3D这个名字可能大多数人不熟悉，但在增材制造检测这个细分领域，它算是被NASA和空军盯上的那种小公司。

这个项目打算在EOS M300-4四激光系统上生成超过50,000个逐层独立检测的构建层，做成迄今为金属增材制造资格认证研究而汇集的最大规模原位检测数据集之一。

数据集规模为什么重要，因为要验证的东西到了生产规模上还成不成立。

项目把Phase3D和一家美国航空航天主承包商放在一起合作，这家公司同时也做空间推进制造，身份保密。项目重点研究拓扑优化的Invar 36支架，也就是航天器上飞行的结构组件。Invar 36是一种铁镍合金，热膨胀系数极低，常被用在要求尺寸高度稳定的航天结构上。

Phase3D会把两套系统装到这台EOS设备上，一套叫Fringe Inspection，一套叫Fringe Qualification。
Fringe Inspection用结构光绿光投影技术，在每一层粉末铺设和激光曝光后捕获校准的3D高度测量数据。Fringe Qualification则是把跨设备、跨设施、跨生产项目的数据聚合到统一的资格认证工作流程里。这套组合的野心在于，把检测从单台机器的能力变成整个生产流程的基建。

Fringe Qualification用户界面截图，图片来自Phase3D

这两套系统协同工作，能生成整个构建过程的连续测量记录。项目想回答的核心问题是，生产过程中收集的数千次逐层测量组成的记录，能不能和构建后的CT扫描结果可靠关联起来。

如果这种关联在大规模生产中也成立，制造商就可以定义定量的合格或不合格阈值，实时支持资格认证决策。这就是NASA说的天生合格制造，英文叫inherently qualified manufacturing。

Fringe Inspection能捕获的工艺扰动，都是过去在构建后测试之前根本看不见的。粉末铺展不均匀、刮刀相互作用、层偏移、熔池异常、飞溅物积聚、分层、意外的表面高度变化，这些都能在每一层被测量到。

有了这些逐层数据，工程师能看到偏差发生的时间和位置，而不是只知道成品部件里某处有偏差。

这件事不是从零开始。Phase3D和NASA马歇尔之前合作过，已经证明Fringe Inspection测量和CT检测到的孔隙率之间存在关联。和美国空军研究实验室AFRL分别进行的研究也显示，生产过程中标记的逐层异常和构建后分析找出的缺陷高度吻合。

现在的项目，是要在生产规模上、在四激光设备上验证这些早期发现。这台设备就是制造商现在会买来搞生产的机器。

选择EOS M300-4不是没道理的。EOS是德国增材制造设备商，M300-4把大构建体积和四台独立激光器结合起来，正越来越成为航空航天和国防承包商为生产工作安装的平台。在这种设备上证明实时资格认证功能可靠，跟在单激光研究系统上做演示是完全两回事。

项目围绕NASA民用太空缺口1490到1494号展开，这是一组已识别的能力缺口，覆盖原位监控、工艺资格认证和复杂增材制造几何形状的资格认证。同时项目也跟NASA-STD-6030、NASA-STD-6033和SAE AMS7032这些既有航空航天资格认证标准保持一致，这些标准定义了飞行应用中金属增材制造部件和工艺资格认证的要求。

Phase3D走到这一步，有一条很清晰的技术证据链。

2024年，Phase3D在美国空军支持下，在EOS M290上用钛合金Ti64材料验证了Fringe Research软件，又在Colibrium Additive M2设备上为NASA验证了GRCop-42铜合金材料。Colibrium Additive是通用电气旗下的增材制造品牌，之前叫GE Additive。

空军测试的结果是，81%的原位异常和CT检测到的缺陷相关，其中大于47微米的凹陷相关性更高。NASA测试的结果是83%的相关性，大于42微米的凹陷达到了100%相关。这些工作由AFRL第一阶段的STTR合同资助，STTR就是小企业技术转让计划。

同年晚些时候，Phase3D在Formnext 2024展会上推出了Fringe Qualification，把检测能力从单台设备扩展到了集中式平台，用来管理生产机群的原位质量。Formnext是每年在法兰克福举办的增材制造展览会。

这些结果解释了项目为什么存在，也说明了它还需要证明什么。在特定微米阈值以上观察到的100%相关性，给了NASA技术基础去测试天生合格制造能不能在生产规模上被验证。但之前的实验是在测试几何形状上做的，不是在这个四激光生产系统上打印飞行代表性的支架。

话说回来，资格认证流程之所以这么谨慎，是有原因的。太空飞行部件的失效后果太严重，没人敢拿侥幸当标准。但问题在于，过去为了保证万无一失，只能把大量检测放在构建结束之后，等于先把东西造出来，再花一年半去证明它没问题。从工业革命开始，制造业的质量保证逻辑就一直是这样，制造在前，检验在后。Phase3D想做的，是把检验塞进制造过程本身，让机器一边打印一边回答它到底行不行。

50,000层数据集就是用来回答这个问题的。这些相关性在生产规模上还成立吗，如果成立，就可以定义合格或不合格标准，让制造商在构建过程中完成部件资格认证。