卡內(nèi)基梅隆大學(xué)(CMU)工程學(xué)院的研究開(kāi)發(fā)了一種自動(dòng)化系統(tǒng)，用于分類(lèi)用于3D打印的金屬粉末。 使用機(jī)器視覺(jué)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(lái)五年內(nèi)在3D打印行業(yè)普及開(kāi)來(lái)，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(shuō)，重要的是，機(jī)器視覺(jué)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(guò)培訓(xùn)計(jì)算機(jī)來(lái)識(shí)別粉末顯微照片中的微結(jié)構(gòu)來(lái)開(kāi)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(lèi)，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(lèi)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(chēng)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(lèi)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(jué)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(kāi)發(fā)這樣一個(gè)系統(tǒng)的必要性。霍爾姆說(shuō)，在傳統(tǒng)制造中，部件通常通過(guò)破壞性測(cè)試來(lái)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(qián)，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(mǎn)足金屬3D打印件的需求，GE還在開(kāi)發(fā)自己的系統(tǒng)和最近發(fā)布的專(zhuān)利，以在金屬3D打印機(jī)的構(gòu)建室內(nèi)開(kāi)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(lái)說(shuō)，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(jué)系統(tǒng)還可以通過(guò)根據(jù)粉末的特定微結(jié)構(gòu)選擇正確的用途來(lái)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)。