Los ingenieros de Cambridge han comenzado un programa de investigación de tres años para ayudar a acelerar la fabricación de piezas y productos metálicos impresos en 3D. mediante el uso de holografía generada por computadora.

En años recientes, la industria manufacturera ha sido testigo de un aumento en el uso de la impresión 3-D para soluciones sostenibles y productos personalizados, produciendo artículos de alta calidad a bajo costo. Esto ha llevado al desarrollo de técnicas de fabricación muy aventureras, como la fabricación aditiva (AM), que ha ampliado la gama de materiales que se pueden procesar, desde plásticos hasta metales y otros materiales más exóticos.

Ahora, gracias a la financiación del Consejo de Investigación en Ingeniería y Ciencias Físicas, El profesor Tim Wilkinson y su equipo tienen como objetivo fortalecer la impresión tridimensional metálica mediante el uso de holografía generada por computadora para mejorar no solo la calidad de las piezas y productos terminados, pero también para permitir un mayor control sobre el polvo metálico durante el proceso de AM.

Las máquinas de última generación utilizan un pequeño punto de láser para derretir el polvo, desprendiendo calor intenso, antes de agregar gradualmente una fina capa sobre capa del material para formar una pieza o producto final fabricado. Pero controlar esta energía térmica es difícil debido a la naturaleza localizada del punto láser, dando lugar a tensiones y distorsiones impredecibles en la pieza que se está fabricando. Sin embargo, Los hologramas generados por computadora pueden ayudar a controlar la distribución de esta energía en tres dimensiones en lugar de dos, como resultado de la difracción óptica (la curvatura de las ondas de luz alrededor de un obstáculo). El proceso de fusión se puede monitorear en tiempo real y el holograma se puede volver a calcular para controlar la forma. calidad y material del proceso AM.

El equipo de investigación ha comenzado a trabajar con AM de plástico y resina para desarrollar los algoritmos necesarios para controlar el holograma. Pasarán a usar polvo metálico a continuación.

Peter Christoper, Doctor. estudiante de Ingeniería de Ultra Precisión, dijo que el objetivo es derretir una capa completa de polvo metálico simultáneamente, mejorando así la velocidad de fabricación, además de eliminar muchos de los problemas relacionados con la temperatura que se experimentan en los enfoques actuales.

"La impresión 3D se está volviendo cada vez más popular hoy en día, tanto para aficionados como para proyectos comerciales, ", dijo." Durante la pandemia de COVID-19, por ejemplo, hemos visto miles de científicos, ingenieros investigadores y profesionales médicos, Impresión 3D de piezas para ventiladores en cuestión de horas, mientras que los enfoques tradicionales habrían tardado meses o años en establecerse. La impresión 3D metálica o la fabricación de aditivos (AM) ha tardado en ponerse de moda, en parte debido al alto gasto, dificultad de uso y desafíos técnicos. Sin embargo, hoy en día está comenzando a encontrar uso en pequeños lotes de piezas complejas. Es ampliamente utilizado en la industria médica, por ejemplo, en la producción de implantes personalizados. Como resultado de nuestra técnica holográfica, podemos utilizar múltiples haces de luz al mismo tiempo para construir una estructura de una manera más tridimensional, y podemos controlar la dirección en la que viaja la luz. Esto nos permite un mayor control sobre cualquier imperfección. También esperamos que se produzca una nueva generación de pantallas de cristal líquido como resultado de esta investigación. diseñado específicamente para iluminación láser de alta potencia en procesos AM ".