Datele gratuite de imprimare 3D îmbunătățesc analiza și încrederea pieselor

Laboratorul Național Oak Ridge al Departamentului de Energie a lansat un nou set de date de fabricație aditivă pe care industria și cercetătorii le pot folosi pentru a evalua și îmbunătăți calitatea componentelor imprimate 3D. Amploarea seturilor de date poate spori mult eforturile de verificare a calității pieselor fabricate aditiv folosind doar informațiile colectate în timpul tipăririi, fără a fi nevoie de analize de post-producție costisitoare și consumatoare de timp.

Datele au fost capturate în mod obișnuit de-a lungul unui deceniu la Centrul de demonstrație de producție a Departamentului de Energie, sau MDF, la ORNL, unde cercetările în faza inițială a producției avansate, cuplate cu o analiză cuprinzătoare a componentelor rezultate au creat o mulțime de informații despre modul în care imprimantele performante. Ani de experiență în depășirea limitelor imprimării 3D folosind materiale, mașini și comenzi noi au oferit ORNL capacitatea unică de a dezvolta și partaja seturi de date complete. Cel mai recent set de date este Disponibil acum gratuit prin platforma online.

Industria tradițională de producție beneficiază de secole de experiență în controlul calității. Cu toate acestea, fabricarea aditivă este o abordare mai nouă, neconvențională, care se bazează de obicei pe tehnici de evaluare costisitoare pentru a monitoriza calitatea pieselor. Aceste tehnici pot include teste mecanice distructive sau tomografie cu raze X nedistructive, care creează imagini detaliate în secțiune transversală ale obiectelor fără a le deteriora. Deși utile, aceste tehnici au limitări – de exemplu, sunt dificil de executat pe piese mari. Seturile cuprinzătoare de date de imprimare 3D ale ORNL pot fi utilizate pentru a antrena modele de învățare automată pentru a îmbunătăți evaluarea calității oricărui tip de componentă.

„Oferim seturi de date de încredere pentru ca industria să le folosească în procesul de certificare a produselor”, a declarat Vincent Paquette, șeful departamentului de producție digitală și sigură la Laboratorul Național Auckland „Este o platformă de gestionare a datelor concepută pentru a spune o poveste completă despre o componentă fabricată aditiv. Scopul este de a folosi măsurători în timpul procesului pentru a prezice performanța pieselor imprimate.”

Setul de date de 230 GB acoperă proiectarea, imprimarea și testarea a cinci seturi de piese cu geometrii diferite, toate realizate folosind un sistem de imprimare cu pulbere laser. Cercetătorii au acces la datele senzorilor de sănătate ale mașinii, căi de scanare laser, 30.000 de imagini cu pulbere laser și 6.300 de teste de rezistență la rupere a materialelor.

Acesta este al patrulea și cel mai vast dintr-o serie de seturi de date de fabricație aditivă pe care Laboratorul Național Oakland le pune la dispoziția publicului. Seturile de date anterioare s-au concentrat pe piesele de construcție realizate folosind pulbere cu fascicul de electroni și imprimare cu jet de adeziv în plăci de fibre de densitate medie. Seturile de date pot fi căutate pentru informații specifice necesare pentru a înțelege mecanismele de defecțiuni rare, pentru a dezvolta programe de analiză online sau pentru a modela proprietățile materialelor.

MDF, susținut de Biroul pentru Materiale Avansate și Tehnologii de Fabricare al DOE, este un consorțiu național de colaboratori care lucrează cu Laboratorul Național Oak Ridge pentru a inova, inspira și cataliza transformarea în producția din SUA.

Cercetători de la Laboratorul Național Oak Ridge Explicați cum să aplicați seturile de date Prin antrenarea unui algoritm de învățare automată folosind măsurători efectuate în timpul procesului de imprimare 3D. Folosind metode de calcul de înaltă performanță, algoritmul antrenat poate prezice în mod fiabil dacă un test mecanic va trece sau nu. De asemenea, a făcut cu 61% mai puține erori în estimarea rezistenței finale la tracțiune a piesei.

Conectarea măsurătorilor în timpul procesului de produsul final este cheia pentru a oferi încredere când este necesară testarea suplimentară a pieselor și când nu este necesară. „Acesta este un factor cheie pentru producția de aditivi la nivel de industrie, deoarece nu își permit să caracterizeze fiecare parte”, a spus Paquette. „Folosirea acestor date îi poate ajuta să surprindă legătura dintre intenție, producție și rezultate.”

Datele rezultate au făcut parte din Programul de materiale avansate și tehnologie de fabricație, care a fost finanțat de Biroul pentru Energie Nucleară al Departamentului de Energie. Acestea și alte abordări inteligente de producție sunt folosite pentru a accelera dezvoltarea, calificarea, demonstrarea și implementarea tehnologiilor avansate de producție pentru a permite energie nucleară fiabilă și economică.

Universitatea din Texas din Battelle operează Laboratorul Național Oakland pentru Biroul de Știință al Departamentului de Energie, cel mai mare susținător al cercetării de bază în științele fizice din Statele Unite. Biroul de Știință lucrează pentru a aborda unele dintre cele mai presante provocări ale timpului nostru. Pentru mai multe informatii va rugam vizitati energie.gov/ştiinţă.