L'impression 3D révolutionne la fabrication en gaspillant beaucoup moins de matière et d'énergie que l'usinage conventionnel et l'assemblage en ligne de production. Maintenant, 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 une étude publiée récemment dans Ultrasons , des chercheurs de l'Université d'Osaka ont utilisé des ultrasons laser pour détecter des défauts à petite échelle sous la surface d'assemblages métalliques imprimés en 3D, et, ce faisant, nous avons introduit une technologie 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 plus gros morceau de matériel, le découper dans une forme spécifique, puis assembler des pièces préparées séparément dans un produit plus grand. Avec usinage, des contrôles qualité peuvent être effectués à chaque étape du processus de fabrication, mais il est difficile de construire rapidement un prototype ou un produit très complexe. Dans ces cas, une approche plus utile est l'impression 3D :assemblage couche par couche à partir (par exemple) d'un plan informatisé. Surmonter les défis de l'impression 3D, tels que la difficulté de détecter les défauts internes sans endommager le produit, est quelque chose que les chercheurs de l'Université d'Osaka voulaient relever.

« Il est souvent difficile d'utiliser des échos ultrasonores générés par laser pour identifier les défauts du sous-sol 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 découvrir de petits défauts qui sont 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 à l'échelle millimétrique percé, et apposée sur cela un mince, plaque en aluminium sans défaut. Ils ont ensuite balayé un laser sur la surface et détecté les vibrations ultrasonores résultantes de l'aluminium. Le traitement mathématique de ces vibrations a permis une lecture graphique qui a mis en évidence l'emplacement et la taille des défauts internes.

"Nous avons systématiquement fait varier la durée des impulsions laser, gamme de fréquences, et fréquence de répétition pour optimiser l'imagerie des défauts, et développé une analyse théorique de nos résultats, " explique Takahiro Hayashi. " Des tests avancés sur un alliage imprimé en 3D couramment utilisé comme référence dans la recherche ont indiqué que nous pouvons même détecter des défauts qui ne mesurent que 500 micromètres. "

Ces résultats ont des applications diverses. En optimisant davantage le système de détection des défauts, on pourrait détecter des dommages à une pièce imprimée en 3D au fur et à mesure de la fabrication, et ainsi le réparer en temps réel avec la même facilité qu'en usinage. En faisant ainsi, les chercheurs de l'université d'Osaka améliorent l'aspect pratique de l'impression 3D pour la construction d'appareils complexes à l'échelle commerciale.