Additive Manufacturing (AM) – allmänt känd som 3D-utskrift – involverar tillverkningsprocesser som är beroende av en användardefinierad uppsättning optimerade parametrar. Övervakning och kontroll av dessa processer i realtid kan hjälpa till att uppnå driftsstabilitet och repeterbarhet för att producera delar av hög kvalitet. Genom att tillämpa på plats övervakningsmetoder till AM-procedurer, defekter i de tryckta delarna kan upptäckas.

I en ny recension i Elsevier-tidskriften Materials &Design , Nikhil Gupta, professor i mekanisk och rymdteknik och chef för Composite Materials and Mechanics Laboratory vid NYU Tandon, och Youssef AbouelNour, doktorand under Guptas ledning, undersöker tillämpningen av både avbildnings- och akustiska metoder för detektering av underjordiska och interna defekter.

Avbildningsmetoderna består av visuella och termiska övervakningstekniker, såsom optiska kameror, infraröda (IR) kameror och röntgenbilder. Uppgifterna är rikliga eftersom många studier har genomförts som bevisar tillförlitligheten hos bildbehandlingsmetoder för att övervaka utskriftsprocessen och byggområdet, samt detektera defekter.

Akustiska metoder är beroende av akustiska avkänningstekniker och signalbehandlingsmetoder för att förvärva respektive analysera akustiska signaler. Obearbetade akustiska emissionssignaler kan korrelera till speciella defektmekanismer med hjälp av metoder för funktionsextraktion. I sin recension diskuterar Gupta och AbouelNour bearbetning, representation och analys av den förvärvade in situ data från både bildbehandling och akustiska metoder. De introducerar också ex-situ testtekniker som metoder för verifiering av resultat som erhållits från in-situ övervakningsdata.

Bland deras avslöjanden:

• In-situ processövervakningsmetoder kan skapa en AM-process med sluten slinga som kan korrigera och kontrollera defekter, för att säkerställa processstabilitet och repeterbarhet
• Integration av övervakningsmetoder och maskininlärning i AM-processen kan hjälpa till att kontinuerligt utvärdera kvaliteten på materialdeponering och utveckla interventionsmetoder för att korrigera defekterna på plats
• Och att använda datortomografi med röntgen kan leda till en djupgående utvärdering av defekter, såväl som en bedömning av kvaliteten på in-situ övervakningsmetoder.
• Integration av metoder för kvalitetsövervakning med tillverkningsmetoder eliminerar kravet på att utföra kvalitetsbedömningen separat, vilket kan spara mycket tid.

Inspektion av optisk waferdefekt vid 10 nm teknologinoden och därefter