A impressão 3D está revolucionando a fabricação ao desperdiçar muito menos material e energia do que a usinagem convencional e a montagem da linha de produção. Agora, pesquisadores do Japão fizeram uma descoberta que ajudará as empresas a fazer com segurança até mesmo produtos impressos em 3D altamente complexos.

Em um estudo publicado recentemente em Ultrassônico , pesquisadores da Universidade de Osaka usaram ultrassom a laser para detectar defeitos de escala fina abaixo da superfície de conjuntos de metal impressos em 3D, e, ao fazê-lo, introduzimos uma tecnologia de controle de qualidade única no campo da impressão 3D.

A usinagem sempre foi o principal método de fabricação de produtos. A ideia básica é que você comece com um pedaço maior de material, corte-o em uma forma específica, e, em seguida, monte as peças preparadas separadamente em um produto maior. Com usinagem, verificações de controle de qualidade podem ser realizadas em cada etapa do processo de fabricação, mas é difícil construir rapidamente um protótipo ou um produto altamente complexo. Nestes casos, uma abordagem mais útil é a impressão 3D:montagem camada por camada a partir (por exemplo) de um projeto computadorizado. Superar os desafios da impressão 3D - como a dificuldade de detectar defeitos internos sem danificar o produto - é algo que os pesquisadores da Universidade de Osaka tentaram resolver.

"Muitas vezes é desafiador usar ecos ultrassônicos gerados a laser para identificar defeitos de subsuperfície em dispositivos impressos em 3D, "explica o autor principal do estudo Takahiro Hayashi." Geramos ondas ultrassônicas na faixa de megahertz para descobrir pequenos defeitos que são frequentemente difíceis de visualizar. "

Para criar um defeito artificial em uma peça impressa em 3D, os pesquisadores primeiro fabricaram uma placa de alumínio com um orifício de escala milimétrica perfurado nela, e afixado em cima de um fino, placa de alumínio sem defeitos. Eles então escanearam um laser na superfície e detectaram as vibrações ultrassônicas resultantes do alumínio. O processamento matemático dessas vibrações permitiu uma leitura gráfica que destacou a localização e o tamanho dos defeitos internos.

"Variamos sistematicamente a duração do pulso de laser, alcance de frequência, e frequência de repetição para otimizar imagens de defeitos, e desenvolveu uma análise teórica de nossas descobertas, "diz Takahiro Hayashi." Testes avançados em uma liga impressa em 3D comumente usada como referência em pesquisas indicaram que podemos até detectar defeitos com apenas 500 micrômetros de tamanho. "

Esses resultados têm diversas aplicações. Ao otimizar ainda mais o sistema de detecção de defeitos, pode-se detectar danos a uma peça impressa em 3D à medida que a fabricação prossegue, e assim consertar em tempo real com a mesma facilidade que se faz na usinagem. Ao fazê-lo, os pesquisadores da Universidade de Osaka estão aprimorando a praticidade da impressão 3D para a construção de dispositivos complexos em escala comercial.