Wraz z ciągłym rozwojem i rozwojem druku 3D, monitorowanie w czasie rzeczywistym i budowa diagnostyki stały się ważnym narzędziem do produkcji wysokiej jakości części, zwłaszcza w pojawiających się technologiach drukowania, takich jak nastrzykiwanie ciekłym metalem (LMJ).
W LMJ maleńkie kropelki stopionego metalu są wyrzucane z dysz z dużą prędkością do części do druku 3D warstwami, podobnie jak w przypadku drukarek atramentowych dostępnych na rynku konsumenckim. W przeciwieństwie do laserowego procesu drukowania 3D z metalu, ta technologia nie wymaga proszku metalicznego, ponieważ jest niebezpieczna w obsłudze i marnowaniu materiałów. Diagnostyka wykorzystywana do zapewnienia wysokiej jakości drukowania LMJ opiera się obecnie w dużej mierze na szybkich kamerach, które wymagają drogiego sprzętu, mogą być trudne do skonfigurowania i generować duże ilości danych. Chociaż wystarcza do oceny wydruków testowych w ciągu kilku sekund, nie jest to opłacalne rozwiązanie w przypadku dłuższych kompilacji.
Naukowcy z Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) próbują rozwiązać ten problem za pomocą nowego narzędzia diagnostycznego, które może określać jakość kropelek metalu i monitorować drukowanie LMJ w czasie rzeczywistym. Ta metoda wykorzystuje elektromagnetyczną detekcję bliskiego pola o niskiej częstotliwości do uchwycenia dynamiki kropli metalu. W połączeniu z symulacją dostarcza tylko informacji o charakterystyce kropli w oparciu o amplitudę i fazę sygnału.
Naukowcy twierdzą, że możliwość użycia tylko jednego parametru do scharakteryzowania kropel znacznie zmniejsza ilość niezbędnych danych, umożliwiając długoterminowe przetwarzanie druku LMJ i informacje zwrotne. Ta praca została opublikowana online przez Journal of Applied Physics, a redaktor wybrał ją jako polecany artykuł.
„Nasze wyniki pokazują, że metody wykrywania fal milimetrowych można wykorzystać do monitorowania strumieni ciekłego metalu in situ” – powiedział główny autor i inżynier LLNL, Tammy Chang. „To ekscytujące, ponieważ oznacza, że możemy zastąpić kosztowną obliczeniowo szybką diagnostykę optyczną o wysokiej rozdzielczości, aby uzyskać ocenę wydajności w czasie rzeczywistym i kontrolę sprzężenia zwrotnego, aby zapewnić wysokiej jakości drukowane części metalowe”.
Dzięki tej nowej technologii odkryli trendy na dużą skalę, takie jak zmiany w druku i nieprawidłowości w dyszy, a także mikroskopijne właściwości kropel, w tym rozmiar, położenie i dynamikę. Chang powiedział, że zespół wykorzystał symulację elektromagnetyczną do symulacji charakterystyki kropli, co pozwoliło zespołowi zrozumieć fizyczne zasady rozpraszania elektromagnetycznego oraz sposób, w jaki zmiany amplitudy i fazy wykrytego sygnału wpływają na charakterystykę kropli.
Naukowcy stwierdzili, że wynikiem tego badania jest „kompaktowa i nieinwazyjna” metoda diagnostyczna, która potrafi rozróżniać kropelki w maszynie LMJ przy wyższej szybkości drukowania niż wcześniej i może wykryć inne funkcje systemu drukującego. Doszli do wniosku, że możliwość uchwycenia charakterystyki kropli na podstawie tylko jednego parametru ostatecznie pokazuje obietnicę systemu informacji zwrotnej, w którym szybkie przetwarzanie w czasie rzeczywistym można wykorzystać do dostosowania ustawień drukowania i zapewnienia jakości części.
Inżynier LLNL, Andy Pascall, współautor artykułu, powiedział: „Czyste wyrzucenie kropli atramentu jest kluczem do dobrej jakości druku”. „Szybka kamera jest w naszym laboratorium, gdzie testujemy nowe parametry druku. Dobrze sprawdza się w środowisku wielkoskalowym, ale nigdy nie zostanie wykorzystana w produkcji. Diagnostyka fal milimetrowych to ogromne usprawnienie, ponieważ można ją zintegrować z drukarką , nie wymaga dostępu optycznego i zapewnia dane, które można analizować w czasie rzeczywistym w celu określenia, czy kropelki są wysokiej jakości. Ten rodzaj diagnostyki będzie bardzo przydatny w środowisku produkcyjnym”.
Naukowcy twierdzą, że w przyszłości technologię przetwarzania sygnałów można będzie wykorzystać do korelacji pomiarów fal optycznych i fal milimetrowych oraz przewidywania charakterystyki kropel na podstawie wyników fal milimetrowych. Prace nad przetwarzaniem opracowane przez badaczy LLNL i ich współpracowników są obecnie poddawane przeglądowi.
Praca ta jest częścią trzyletniego projektu badawczo-rozwojowego prowadzonego przez laboratorium (LDRD), którego celem jest opracowanie metod monitorowania akustycznego i elektromagnetycznego wytwarzania przyrostowego metali. Obsługuje pracę LLNL dotyczącą wyrzucania ciekłego metalu na żądanie, prowadzoną przez Pascalla i fizyka Jasona Jeffriesa.
Naukowiec z personelu laboratorium i kierownik zespołu ds. oceny nieniszczącej, Joe Tringe, zaprojektował oryginalną podstawową koncepcję diagnostyki, a także szerszy projekt badawczy LDRD dotyczący akustycznej i elektromagnetycznej diagnostyki wytwarzania przyrostowego metali.
Link do tego artykułu: Nowy przełom w druku 3D!
Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！
PTJ® zapewnia pełen zakres niestandardowej precyzji 
