Исследователи разрабатывают новейшую систему 3D-печати

Группа американских исследователей из Аризонского Университета, среди которых специалисты в области материаловедения и инженеры, в сотрудничестве с представителями промышленных предприятий разработали систему, призванную предотвратить дефекты критических конструктивных элементов, выполненных по технологии 3D-печати, в реальном времени. В системе используются также искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО). НАСА поддерживает проект, предоставив средства, которые будут направлены на разработку шестью частями.

Специалисты в области материаловедения и инженеры Аризонского университета в сотрудничестве с партнерами – представителями промышленных предприятий разрабатывают систему, призванную предотвратить дефекты критических конструктивных элементов, выполненных по технологии 3D-печати, в реальном времени. Для гарантии безупречных элементов для космонавтики и авиастроения используются искусственный интеллект (ИИ) и машинное обучение (МО), а также комплексная система датчиков, включающая в себя высокоскоростные камеры и тепловизоры, сообщается в пресс-релизе. Разработка финансируется американским ведомством НАСА в размере 750 000 долларов.

Предотвращение критических ошибок при 3D-печати

Рис. 3D-принтеры выполняют многообразные задачи в научно-исследовательской деятельности (символичный рисунок).

Для производства безупречных изделий с помощью технологии 3D-печати необходимо предотвратить два типа ошибок: ошибки производства и ошибки материала.

• Под ошибками производства понимаются физические неисправности, которые могут негативно сказаться на качестве распечатанной 3D-детали. К ним относятся, например, плохое сцепление между отдельно напечатанными слоями, поэтому все слои должны быть идеально соединены друг с другом во избежание дефектов или трещин в материале.
• Ошибки материала, напротив, относятся, например, к неправильному расположению атомов или химическим отклонениям, которые можно распознать только с помощью микроскопов с высокой разрешающей способностью. Такие ошибки могут возникнуть во время процесса производства, например, когда горячий слой накладывается на охлаждаемый слой. Тем самым нарушается процесс охлаждения нижнего слоя, что может отрицательно сказаться на свойствах детали или вообще изменить их. Такая дефектная металлическая деталь будет неспособна выдержать нагрузки или будет хрупкой, что в ракете или в реактивном двигателе может быть чрезвычайно опасным.

Интеллектуальная оценка изображения в реальном времени

Для предотвращения таких ошибок специалисты в области материаловедения разработали модель, которая с помощью интеллектуальной оценки изображения, а также датчиков способна распознать возможные дефекты в реальном времени. Благодаря этому своевременно могут быть приняты меры по исправлению ошибок или остановке всего процесса печати. Это не только сэкономит время и материал, но и позволит предотвратить катастрофические последствия.

Система способна обработать огромное количество данных в реальном времени и незамедлительно распознать ошибку. Собственно говоря, аддитивное производство поэтому и является таким привлекательным, что даже при небольшом количестве производимых изделий отсутствует ненужный перерасход сырья, материала расходуется ровно столько, сколько необходимо. Напротив, при классическом (субтрактивном) производстве необходимый конструктивный элемент производится из большого блока с помощью фрезеровки, сверления и шлифовки, в результате чего образуются отходы материала. Больше информации о разработках в данной области см. ежедневно бесплатно в онлайн-журнале «3D-grenzenlos Magazin».