Badanie jakości wydruków za pomocą tomografii komputerowej

Badanie jakości wydruków za pomocą tomografii komputerowej

Co się dzieje we wnętrzu wydruku? Czy ukryte w jego środku detale, ważne dla poprawnego funkcjonowania całej wydrukowanej w 3D części wyszły poprawnie? Czy nie kryje się tam pęknięcie, skaza lub ubytek, o których istnieniu możemy się przekonać jedynie przecinając wydruk na pół? A co, gdyby nie trzeba było niszczyć wydruku, aby móc zajrzeć do jego środka?

Konieczność jak najdokładniejszej oceny jakości wydruków nie podlega dyskusji. Szczególnie dotyczy to technologii opierających swoje działanie o spiekanie proszków, w których z różnych względów może dochodzić do powstawania niewidocznych dla oka ubytków lub pęknięć we wnętrzu skomplikowanego wydruku. Obecnie wykorzystywane metody opierające się o zastosowanie ultradźwięków, prądów wirowych, czy światła umożliwiają zbadanie jedynie powierzchni modelu. Grupa naukowców z University of North Carolina i Nikon Metrology postanowiła zbadać dostępne w dzisiejszych czasach metody obrazowania, dzięki którym możliwe byłoby uzyskanie informacji o jego wnętrzu. Wnioski płynące z badania wskazują, że najlepsza pod względem rozdzielczości oraz maksymalnej głębokości, z jakiej możliwe jest pozyskiwanie danych, jest tomografia komputerowa.

Jak badacze wskazują, prądy wirowe i ultradźwięki pozwalają na zobrazowanie defektów znajdujących się na powierzchni bądź bardzo niewielkiej odległości od niej. Mają również względnie niewielką rozdzielczość – wynoszącą milimetry lub dziesiętne części milimetrów w najbardziej optymalnych warunkach i zmniejszającą się wraz z głębokością. Metody optyczne, choć umożliwiają uzyskanie rozdzielczości rzędu nanometrów, pozwalają na analizę tylko i wyłącznie powierzchni obiektu.

Tomografia komputerowa kojarzona jest głównie z metodą diagnostyczną stosowaną w szpitalu. Używane w badaniu urządzenie, choć różniące się pod niektórymi względami od zwykłego tomografu, działa na podobnej zasadzie. Promieniowanie rentgenowskie pod postacią szeregu prześwietleń, na podstawie których powstaje następnie dwuwymiarowy przekrój obiektu, nie tylko umożliwia zobrazowanie całego modelu, ale i cechuje się rozdzielczością rzędu mikrometrów. W odpowiednich warunkach rozdzielczość może sięgać wartości submikrometrycznych. Tomografia komputerowa pozwala między innymi porównywać strukturę wydruków wykonanych z różnych proszków oraz sprawdzać dokładność wymiarową elementów.

Jedyna kwestia wymagająca dopracowania, to możliwość analizy obiektów wydrukowanych w 3D z metali. Materiały metaliczne mogą bowiem rozpraszać promieniowanie rentgenowskie, zmniejszając jakość pozyskiwanych danych i generując artefakty w obrazie. Rozwiązaniem może być wykorzystanie nieco zmodyfikowanej wersji tomografu, dzięki której efekt rozproszenia promieni będzie mniejszy.

W miarę, jak technologie przyrostowe zaczynają odgrywać coraz większe znaczenie w produkcji części i narzędzi w przemyśle motoryzacyjnym, lotniczym, czy militarnym, coraz bardziej widoczna jest konieczność wystandaryzowania metod oceniających jakość wydruku. Istnieją bardzo duże szanse, ze tomografia komputerowa zyska popularność właśnie w takim zastosowaniu.

Źródło: Villarraga-Gómez, Herminso & M. Peitsch, Christopher & Ramsey, Andrew & Smith, Stuart. (2018). The Role of Computed Tomography in Additive Manufacturing.

 

KOMENTARZE

Przetwarzamy dane osobowe użytkowników witryny, zobacz szczegóły...

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close