Lors de l'impression 3D de pièces métalliques, les scientifiques d'Argonne ont trouvé une corrélation entre les températures à la surface et les défauts qui se forment en dessous.

La caméra infrarouge capture les défauts lors de l’impression 3D

De petits défauts dans les pièces métalliques imprimées en 3D limitent leurs performances et constituent des obstacles empêchant la technologie d’être plus largement utilisée. Les chercheurs du laboratoire national d’Argonne ont émis l’hypothèse que les défauts provenaient de petits vides dans le métal imprimé refroidi. Les vides (porosité) peuvent rendre les composants imprimés sujets aux fissures et autres défaillances.

Pour vérifier leur théorie, ils ont utilisé une imprimante 3D avec une caméra infrarouge, une option courante, pour filmer le processus d’impression par le haut. Il a surveillé et enregistré les données de température pendant le processus de construction. Dans le même temps, une radiographie de haute puissance de la source avancée de photons à Argonne a pris une vue latérale de la construction en cours. L’objectif était d’utiliser les rayons X pour voir la formation de vides et les corréler avec ce qui se passait thermiquement à la surface où le nouveau métal était déposé.

Les résultats des tests montrent une corrélation entre la température de surface et la formation de porosité sous la surface. Par exemple, lorsque la température de surface maximale est basse puis diminue régulièrement, il y a peu de vides sous la surface. Mais lorsque les températures de surface sont élevées, puis plonge, puis grimpe plus tard, il y a beaucoup de vides.

Lors de l’impression 3D de pièces métalliques, les scientifiques d’Argonne ont trouvé une corrélation entre les températures à la surface et les défauts qui se forment en dessous.

L’équipe s’est appuyée sur des algorithmes d’apprentissage automatique pour extraire les résultats des données complexes et prédire la formation de vides à partir de l’historique thermique. Mais l’approche Argonne n’avait besoin que de données limitées par rapport aux grandes entreprises technologiques qui utilisent la technique générale et ont besoin de millions de points de données.

Et bien que 3 les imprimantes sont généralement équipées de caméras infrarouges, aucun chercheur n’a accès au type de rayons X de haute puissance disponibles à Argonne. L’équipe est cependant convaincue qu’elle peut trouver un moyen de contourner le besoin d’un outil à rayons X aussi coûteux.

« En corrélant les résultats des rayons X d’Argonne avec les résultats moins détaillés que nous pouvons obtenir des imprimantes équipées de caméras infrarouges, nous pouvons prédire avec précision s’il y a des vides ou non sans avoir à voir sous la surface », explique Ben Gould, spécialiste des matériaux à Argonne.

L’objectif de l’équipe est d’utiliser les données de température prises lorsqu’une pièce est imprimée pour prédire la formation des vides afin qu’ils puissent être réparés immédiatement.

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