Apporte un contrôle qualité détaillé du sous-sol à l’impression 3D en temps réel


Apporte un contrôle qualité détaillé du sous-sol à l'impression 3D en temps réel

Fig.1 Configuration expérimentale. Crédit photo : DOI : 10.1016 / j.ultras.2021.106560

L’impression 3D révolutionne la fabrication en gaspillant beaucoup moins de matière et d’énergie que l’usinage et l’assemblage conventionnels sur les lignes de production. Aujourd’hui, des chercheurs japonais ont fait une découverte qui aidera les entreprises à fabriquer de manière fiable des produits imprimés en 3D, même très complexes.

Dans un récent. étude publiée Ultrasonique, des chercheurs de l’Université d’Osaka ont utilisé des ultrasons laser pour détecter des défauts à petite échelle sous la d’assemblages métalliques imprimés en 3D, introduisant une de contrôle qualité unique dans le domaine de l’impression 3D.

L’usinage a longtemps été la principale méthode de fabrication des produits. L’idée de base est que vous commenciez avec un morceau de matériau plus gros, que vous le coupiez dans une forme spécifique, puis que vous joigniez des morceaux préparés séparément en un produit plus grand. Avec l’usinage, le contrôle qualité peut être effectué à chaque étape du processus de fabrication, mais il est difficile de construire rapidement un prototype ou un produit très complexe. Dans ces cas, l’impression 3D est une approche plus utile : assemblage couche par couche à partir (par exemple) d’un plan informatisé. Les défis de l’impression 3D – comme la difficulté de reconnaître les défauts internes sans endommager le produit – ont voulu s’adresser aux chercheurs de l’université d’Osaka.

« C’est souvent un défi d’utiliser des échos ultrasonores générés par laser pour identifier les défauts sous la surface dans les appareils imprimés en 3D », explique l’auteur principal de l’étude, Takahiro Hayashi. « Nous avons généré des ondes ultrasonores dans la gamme des mégahertz pour révéler de petits défauts souvent difficiles à imager. »

Pour créer un défaut artificiel dans une pièce imprimée en 3D, les chercheurs ont d’abord fabriqué une plaque d’aluminium avec un trou de la taille d’un millimètre percé et y ont fixé une fine plaque d’aluminium sans défaut. Ensuite, ils ont balayé un laser sur la surface et enregistré les vibrations ultrasonores résultantes de l’aluminium. Le traitement mathématique de ces vibrations a permis un affichage graphique qui a mis en évidence l’emplacement et la taille des défauts internes.

« Nous avons systématiquement fait varier la durée des impulsions laser, la gamme de fréquences et la fréquence de répétition afin d’optimiser l’imagerie des défauts et avons développé une analyse théorique de nos résultats », explique Takahiro Hayashi. « Des tests supplémentaires sur un alliage imprimé en 3D, qui est souvent utilisé comme référence dans la recherche, ont montré que nous pouvons même détecter des défauts de seulement 500 micromètres. »

Ces résultats ont de nombreuses applications. En optimisant davantage le système de détection des défauts, les dommages causés à une pièce imprimée en 3D pourraient être détectés en cours de production et ainsi réparés en aussi facilement qu’en usinage. De cette façon, les chercheurs de l’Université d’Osaka améliorent la praticité de l’impression 3D pour la construction d’appareils complexes à l’échelle commerciale.


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Plus d’information:
Takahiro Hayashi et al., Imagerie sans contact des défauts sous la surface avec une source laser à balayage, Ultrasonique (2021). DOI : 10.1016 / j.ultras.2021.106560

Fourni par l’Université d’Osaka

Citation: un contrôle qualité à petite échelle en temps réel à l’impression 3D (2021, 21 septembre), consulté le 22 septembre 2021 à partir de https://phys.org/news/2021-09-real-time-fine-scale-subsurface -Qualité-3d.html

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