Если вы занимаетесь 3D-печатью металлических деталей для использования в самолетах или других критически важных системах, то эти детали не должны быть бракованными. Новая система позволяет проверять такие изделия на наличие структурных дефектов быстрее и дешевле, чем когда-либо прежде.

Доцент Маттео Сейта использует установку для проверки прочности и жесткости образца сплава, напечатанного на 3D-принтере. Наньянский технологический университет

 

Как правило, 3D-печатные объекты из металлических сплавов состоят из решетки микроскопических кристаллов (это похоже на рельеф деревянных изделий). Для того чтобы оценить прочность и жесткость таких напечатанных сплавов, ученые используют сканирующие электронные микроскопы, определяя размер, форму и расположение кристаллов. Это не только занимает много времени, но и цена на такие микроскопы может достигать миллиона долларов.

Под руководством доцента Маттео Сейта исследователи из сингапурского Наньянского технологического университета решили разработать менее затратный и менее трудоемкий альтернативный вариант. Созданная ими система включает в себя оптическую камеру, источник света, похожий на фонарик, и ноутбук с программным обеспечением, использующим машинное обучение (общая стоимость установки составляет порядка 18 400 долларов США).

Для того чтобы определить микроструктуру сплава, специалисты применили технологию химического травления поверхности напечатанного изделия. Далее с помощью камеры делается несколько снимков объекта, а источник свет перемещается, освещая его с разных сторон.

Затем программное обеспечение определяет форму, размер и ориентацию микрокристаллов, анализируя то, как они рассеивают отраженный свет на различных изображениях. Эта информация, в свою очередь, используется для определения прочности и жесткости объекта. Весь  технологический процесс занимает не более 15 минут.

"Используя наш недорогой и быстрый метод визуализации, мы можем легко и быстро отличить качественные металлические детали, напечатанные на 3D-принтере, от дефектных изделий", - говорит Сейта.

Статья об этом исследовании была недавно опубликована в журнале npj Computational Materials.

Источники: Наньянский технологический университет
https://www.nature.com/articles/s41524-021-00688-1
 https://www.ntu.edu.sg/news/detail/quick-way-to-check-quality-of-3d-printed-alloys