美陆军研究员发现一种监测3D打印零件性能方法,有助于及时更换失效零件

陆军研究人员发现了一种监测3D打印零件性能的方法,这些零件往往会有影响性能的缺陷,影响传统机械加工零件的性能。

最近发表在《国际先进制造技术杂志》上的一项新研究表明,陆军可以通过传感器测量来检测和监测3D打印的马氏体钢的磨损情况。这些类型的测量可以帮助士兵保持战备状态,因为这些指标有助于预测零件何时会退化或失效,需要更换。

美陆军研究员发现一种监测3D打印零件性能方法,有助于及时更换失效零件

“由于制造工艺本身的原因,3D打印零件显示出了某些属性,如果不加以检查,可能会导致这些零件以传统机械加工零件中没有观察到的方式退化,”美国陆军作战能力发展司令部陆军研究实验室车辆技术局主任Jaret C. Riddick博士说。

他说,该实验室的研究指出,在竞争日益激烈的环境中,由于对更换零件的即时需求,使得从远处运送零件的时间受到限制,因此实验室的研究指出了科学的发现,确保了战备状态。在这种情况下,士兵们会选择权宜之计继续执行任务,而不是不得不中止任务。

这项研究由来自实验室、国家标准与技术研究所、CCDC航空与导弹中心和约翰-霍普金斯大学的研究人员组成的团队领导,他们将材料性能的提示比作汽车里程表的读数,提示需要换油。

“应变或涡流传感器将提供一个测量值,并让你知道该零件需要更换,”该实验室的机械工程师Todd C. Henry博士说,他是这项研究的共同作者。他希望开发一种工具来测量每个3D打印零件的独特性能,承认每个3D打印零件通过传感器的测量都是不同的。

他说,3D打印零件的不完美通常是由于计算机模型和印刷品之间的空隙和几何差异造成的。他正在开发的传感器技术提供了一种跟踪单个零件、预测故障点并在零件破损前更换的方法。

研究团队进行了实验验证,以评估金属增材制造的马氏体钢结构的实时疲劳行为。

陆军研究人员将这些发现应用于新的研究中,对不锈钢零件进行3D打印,并使用机器学习技术代替传感器来表征零件的寿命。

这项研究既要了解3D打印材料的具体性能,又要了解我们监视和检测性能以及3D打印材料退化能力。

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