大阪大学
无花果
1实验配置
信用:DOI: 10
1016/j
超促进剂
2021
106560 与传统的机械加工和生产线组装相比，3D打印浪费的材料和能源要少得多，正在彻底改变制造业
现在，来自日本的研究人员有了一项发现，这将有助于公司可靠地制造甚至高度复杂的3D打印产品
在最近发表在《超声波学》上的一项研究中，大阪大学的研究人员使用激光超声波来检测3D打印金属组件表面下的细微缺陷，并在这样做的过程中为3D打印领域引入了一种独特的质量控制技术
机械加工一直是制造产品的主要方法
基本思想是，你从一块更大的材料开始，将其切割成特定的形状，然后将单独准备的零件组装成更大的产品
通过机械加工，可以在制造过程的每一步进行质量控制检查，但是很难快速制造原型或高度复杂的产品
在这些情况下，更有用的方法是3D打印:从(例如)计算机化的蓝图开始逐层组装
克服3D打印的挑战——比如在不损坏产品的情况下检测内部缺陷的难度——是大阪大学研究人员的目标
“使用激光产生的超声波回波来识别3D打印设备中的亚表面缺陷通常很有挑战性，”该研究的主要作者田崎敬浩·哈亚希解释道
“我们产生了兆赫范围内的超声波，以发现经常难以成像的小缺陷
" 为了在3D打印的零件上制造一个人工缺陷，研究人员首先制作了一块铝板，在铝板上钻了一个毫米级的孔，然后在上面贴上一个薄的、无缺陷的铝板
然后他们用激光扫描整个表面，检测铝产生的超声波振动
对这些振动的数学处理使得图形读数能够突出显示内部缺陷的位置和大小
“我们系统地改变了激光脉冲的持续时间、频率范围和重复频率，以优化缺陷的成像，并对我们的发现进行了理论分析，”田崎敬浩·林说
“对通常用作研究基准的3D打印合金的高级测试表明，我们甚至可以检测到尺寸只有500微米的缺陷
" 这些结果有不同的应用
通过进一步优化缺陷检测系统，人们可以在制造过程中检测到3D打印零件的损坏，从而像在机械加工中一样容易地实时修复它
通过这样做，大阪大学的研究人员正在提高3D打印在商业规模上构建复杂设备的实用性
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