p Os engenheiros de Cambridge iniciaram um programa de pesquisa de três anos para ajudar a acelerar a fabricação de peças e produtos metálicos impressos em 3-D, usando holografia gerada por computador. p Nos últimos anos, a indústria de manufatura testemunhou um aumento no uso de impressão 3-D para soluções sustentáveis ​​e produtos personalizados, produzindo itens de alta qualidade a baixo custo. Isso levou ao desenvolvimento de técnicas de fabricação altamente aventureiras, como manufatura aditiva (AM), que expandiu a gama de materiais que podem ser processados, de plásticos a metais e outros materiais mais exóticos.

p Agora, graças ao financiamento do Conselho de Pesquisa de Engenharia e Ciências Físicas, O professor Tim Wilkinson e sua equipe visam fortalecer a impressão metálica 3-D usando holografia gerada por computador para melhorar não apenas a qualidade das peças e produtos acabados, mas também para permitir um maior controle sobre o pó metálico durante o processo AM.

p Máquinas de última geração usam um pequeno ponto de laser para derreter o pó, emitindo calor intenso, antes de adicionar gradualmente uma camada sobre camada fina do material para formar uma peça ou produto final manufaturado. Mas controlar essa energia térmica é difícil devido à natureza localizada do ponto de laser, levando a tensões e distorções imprevisíveis na peça que está sendo feita. Contudo, hologramas gerados por computador podem ajudar a trazer a distribuição desta energia sob controle em três dimensões, em vez de duas, como resultado da difração óptica (a curvatura das ondas de luz em torno de um obstáculo). O processo de fusão pode então ser monitorado em tempo real e o holograma pode ser recalculado a fim de controlar a forma, qualidade e material do processo AM.

p A equipe de pesquisa começou a trabalhar com plástico e resina AM para desenvolver os algoritmos necessários para controlar o holograma. Eles passarão a usar pó de metal em seguida.

p Peter Christoper, Ph.D. estudante de Engenharia de Ultra Precisão, disse que o objetivo é derreter uma camada inteira de pó de metal simultaneamente, melhorando assim a velocidade de fabricação, bem como remover muitos dos problemas relacionados ao calor experimentados nas abordagens atuais.

p "A impressão 3-D está se tornando cada vez mais popular hoje, tanto para amadores quanto para projetos comerciais, "disse ele." Durante a pandemia de COVID-19, por exemplo, vimos milhares de cientistas, engenheiros, pesquisadores e profissionais médicos, Peças de impressão 3-D para ventiladores em poucas horas, enquanto as abordagens tradicionais levariam meses ou anos para serem implementadas. A impressão 3-D metálica ou manufatura aditiva (AM) demorou mais para pegar, em parte devido ao alto custo, dificuldade de uso e desafios técnicos. Hoje em dia, está começando a encontrar uso em pequenos lotes de peças complexas. É amplamente utilizado na indústria médica, por exemplo, na produção de implantes personalizados. Como resultado de nossa técnica holográfica, podemos usar vários feixes de luz ao mesmo tempo para construir uma estrutura de uma forma mais tridimensional, e podemos controlar a direção em que a luz está viajando. Isso nos permite maior controle sobre quaisquer imperfeições. Também esperamos que uma nova geração de visores de cristal líquido seja produzida como resultado desta pesquisa, projetado especificamente para iluminação a laser de alta potência em processos AM. "