卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(CMU)工程學(xué)院的研究開發(fā)了一種自動(dòng)化系統(tǒng),用于分類用于3D打印的金屬粉末。 使用機(jī)器視覺技術(shù),系統(tǒng)可以識(shí)別增材制造金屬粉末中的特定微結(jié)構(gòu),精度大于95%。
金屬粉末用于粉末床融合3D打印機(jī)。了解材料的質(zhì)量對(duì)于所得零件的完整性至關(guān)重要。 CMU工程師期望他們的系統(tǒng)在未來五年內(nèi)在3D打印行業(yè)普及開來,并作為卡內(nèi)基梅隆大學(xué)下一代制造中心的一部分。
CMU材料科學(xué)與工程教授Elizabeth Holm解釋說,
重要的是,機(jī)器視覺識(shí)別系統(tǒng)是全自動(dòng)的,客觀性和可重復(fù)性。 這種標(biāo)準(zhǔn)化是推進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量保證的必要條件。
在研究項(xiàng)目中評(píng)估的八種金屬粉末中的每一種的粉末顯微照片 微結(jié)構(gòu)圖
CMU工程師通過培訓(xùn)計(jì)算機(jī)來識(shí)別粉末顯微照片中的微結(jié)構(gòu)來開發(fā)該系統(tǒng)。 正如研究論文所解釋的,“特征檢測(cè)和描述算法被應(yīng)用于創(chuàng)建可用于聚類,比較和分析粉末顯微照片的微結(jié)構(gòu)尺度圖像表示。
此后,粉末可以被分類為它們是否具有足夠的強(qiáng)度,疲勞壽命或韌性的質(zhì)量。 CMU研究人員將分析的粉末特性稱為微結(jié)構(gòu)圖,并認(rèn)為某些微結(jié)構(gòu)對(duì)于某些應(yīng)用將很好。
英國(guó)Metalysis展示了其金屬粉末的流動(dòng) 粉末回收
該系統(tǒng)不僅可以方便金屬粉末的分類和鑒定,以確保打印質(zhì)量,而且還可以支持金屬粉末的再循環(huán)。由于可以重新評(píng)估微結(jié)構(gòu),以確定它們與原始結(jié)構(gòu)差別有多遠(yuǎn)。
這意味著機(jī)器視覺系統(tǒng)可以提高金屬3D打印的效率和可重用性,Elizabeth Holm解釋了開發(fā)這樣一個(gè)系統(tǒng)的必要性?;魻柲氛f,
在傳統(tǒng)制造中,部件通常通過破壞性測(cè)試來檢驗(yàn)是否合格。一家公司可能會(huì)生產(chǎn)多個(gè)零件,并對(duì)其進(jìn)行物理測(cè)試,以了解它們?nèi)绾纬惺軌毫推?。然而,這花費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢,所以為了保持3D打印的按需性質(zhì),在增材制造中應(yīng)該避免這種情況。
為了滿足金屬3D打印件的需求,GE還在開發(fā)自己的系統(tǒng)和最近發(fā)布的專利,以在金屬3D打印機(jī)的構(gòu)建室內(nèi)開發(fā)聲學(xué)監(jiān)控系統(tǒng)。
GE的3D打印LEAP燃油噴嘴 改善應(yīng)用程序
對(duì)于增材制造來說,建立自己作為一種可行的制造技術(shù),特別是在大規(guī)模生產(chǎn)中,它必須克服目前在認(rèn)證金屬3D打印部件方面的障礙。這對(duì)于諸如航空航天等領(lǐng)域的關(guān)鍵應(yīng)用的零件尤其重要。
機(jī)器視覺系統(tǒng)還可以通過根據(jù)粉末的特定微結(jié)構(gòu)選擇正確的用途來改進(jìn)應(yīng)用。微結(jié)構(gòu)圖像可以幫助確定用于預(yù)期目的的粉末的最佳應(yīng)用。因此,希望這個(gè)自動(dòng)的系統(tǒng)可以提高大規(guī)模生產(chǎn)零件的工作流程,例如GE的3D打印LEAP燃料噴嘴的生產(chǎn)。
來源:3D打印在線
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