La impresión 3D está revolucionando la fabricación al desperdiciar mucho menos material y energía que el mecanizado convencional y el ensamblaje de la línea de producción. Ahora, Investigadores de Japón han hecho un descubrimiento que ayudará a las empresas a fabricar de forma fiable incluso productos impresos en 3D de gran complejidad.

En un estudio publicado recientemente en Ultrasonidos , investigadores de la Universidad de Osaka utilizaron ultrasonidos láser para detectar defectos de escala fina debajo de la superficie de ensamblajes de metal impresos en 3D, y al hacerlo, hemos introducido una tecnología de control de calidad única en el campo de la impresión 3D.

El mecanizado ha sido durante mucho tiempo el método principal para fabricar productos. La idea básica es que comiences con una pieza de material más grande, córtelo en una forma específica, y luego ensamblar las piezas preparadas por separado en un producto más grande. Con mecanizado, Se pueden realizar controles de calidad en cada paso del proceso de fabricación. pero es difícil construir rápidamente un prototipo o un producto muy complejo. En estos casos, Un enfoque más útil es la impresión 3D:ensamblaje capa por capa a partir (por ejemplo) de un plano informatizado. Superar los desafíos de la impresión 3D, como la dificultad de detectar defectos internos sin dañar el producto, es algo que los investigadores de la Universidad de Osaka pretendían abordar.

"A menudo es un desafío utilizar ecos ultrasónicos generados por láser para identificar defectos del subsuelo en dispositivos impresos en 3D, ", explica el autor principal del estudio, Takahiro Hayashi." Generamos ondas ultrasónicas en el rango de megahercios para descubrir pequeños defectos que con frecuencia son difíciles de visualizar ".

Para crear un defecto artificial en una pieza impresa en 3D, los investigadores primero fabricaron una placa de aluminio con un agujero de escala milimétrica perforado en ella, y colocó encima de eso una delgada, placa de aluminio sin defectos. Luego escanearon un láser a través de la superficie y detectaron las vibraciones ultrasónicas resultantes del aluminio. El procesamiento matemático de estas vibraciones permitió una lectura gráfica que resaltó la ubicación y el tamaño de los defectos internos.

"Variamos sistemáticamente la duración del pulso láser, rango de frecuencia, y frecuencia de repetición para optimizar la obtención de imágenes de defectos, y desarrolló un análisis teórico de nuestros hallazgos, ", dice Takahiro Hayashi." Las pruebas avanzadas en una aleación impresa en 3D que se usa comúnmente como punto de referencia en la investigación indicaron que incluso podemos detectar defectos de solo 500 micrómetros de tamaño ".

Estos resultados tienen diversas aplicaciones. Optimizando aún más el sistema de detección de defectos, uno podría detectar daños en una pieza impresa en 3D a medida que avanza la fabricación, y así repararlo en tiempo real con la misma facilidad que se hace en el mecanizado. Al hacerlo, Los investigadores de la Universidad de Osaka están mejorando la practicidad de la impresión 3D para construir dispositivos complejos a escala comercial.