Los investigadores del Ejército han descubierto una forma de monitorear el rendimiento de las piezas impresas en 3D, que tienden a tener imperfecciones que afectan el rendimiento de una manera que las piezas mecanizadas tradicionalmente no tienen.
Un nuevo estudio publicado recientemente en el Revista internacional de tecnología de fabricación avanzada demostró que el Ejército podía detectar y controlar el desgaste del acero mafioso impreso en 3-D a través de la medición del sensor. Este tipo de mediciones ayudan a los Soldados a mantenerse preparados porque estos indicadores ayudan a predecir cuándo las piezas se degradarán o fallarán, y necesitan reemplazo.
"Las piezas impresas en 3-D muestran ciertos atributos, debido al proceso de fabricación en sí mismo, que, si no se controla, puede degradar estas costumbres de manera no observada en las piezas mecanizadas tradicionalmente", dijo el Dr. Jaret C. Riddick, director dela Dirección de Tecnología de Vehículos en el Laboratorio de Investigación del Ejército del Comando de Desarrollo de Capacidades de Combate del Ejército de los EE. UU. "Debido a esto, se entiende comúnmente que el uso de estas partes, en los casos actuales, está destinado a ser un espacio intermedio para satisfacer una necesidad crítica del mismo modo quehemos visto con la impresión en 3-D durante la respuesta COVID-19 "
Dijo que el estudio del laboratorio apunta a un descubrimiento científico que garantiza la preparación en entornos cada vez más disputados donde la necesidad inmediata de piezas de repuesto limita el tiempo que lleva entregarlas desde lejos. En estos casos, los soldados optarían por una parada.brecha para continuar la misión en lugar de tener que abortar la misión.
Este estudio fue dirigido por un equipo de investigadores del laboratorio, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología, el Centro de Aviación y Misiles CCDC y la Universidad Johns Hopkins, que compararon las señales del rendimiento del material con la lectura del odómetro de un vehículo que indica la necesidad deun cambio de aceite
"El sensor de tensión o corriente de Foucault proporcionaría una medición y le informaría que la pieza necesita ser reemplazada", dijo el Dr. Todd C. Henry, ingeniero mecánico en el laboratorio que fue coautor del estudio.
Henry quiere desarrollar una herramienta para medir el rendimiento único de cada parte impresa en 3D reconociendo que cada una es diferente a través de la medición del sensor.
"Si tomo un lote de clips de papel y empiezo a doblarlos de un lado a otro, se romperán por el daño por fatiga a diferentes intervalos dependiendo de las imperfecciones internas asociadas con el acero", dijo Henry. "Todo material y estructura del mundo realtiene imperfecciones que lo hacen único en términos de rendimiento, por lo que si el lote de clips toma 21-30 ciclos para romperse, lo que haríamos hoy es después de 15 ciclos tirar el lote de clips para que sea seguro ".
Dijo que las imperfecciones en las partes impresas en 3-D se atribuyen típicamente a huecos y variaciones geométricas entre el modelo de la computadora y la impresión. La tecnología de sensores que está desarrollando ofrece una forma de rastrear partes individuales, predecir puntos de falla y reemplazarlos unos pocos ciclos antesse rompen.
"Para crear una situación de alta confianza, se arriesga poco, como tirar el clip después de 15 ciclos, aunque la vida útil más baja en su lote de prueba fue 21. Si intenta arriesgarse más y desechalímite a 22 ciclos, entonces el clip puede romperse en algún momento, pero ahorrará dinero "
El equipo de investigación llevó a cabo un conjunto de validación experimental para evaluar el comportamiento a la fatiga en tiempo real de estructuras metálicas de acero fabricadas aditivamente.
Los investigadores del Ejército están aplicando estos hallazgos a nuevos estudios para la impresión en 3D de piezas de acero inoxidable y utilizando técnicas de aprendizaje automático, en lugar de sensores, para caracterizar la vida útil de las piezas, dijo Henry.
"Con la impresión 3-D, es posible que no pueda reemplazar una pieza con exactamente el mismo material", dijo. "Hay un beneficio de costo y tiempo con la impresión 3-D que tal vez justifique su uso de todos modos. Imagine unsituación en la que siempre elegiste el material más fuerte pero había otro material que era más barato y más fácil de obtener, sin embargo, debes demostrar que se puede confiar en este otro material ".
Este estudio trata tanto de comprender el rendimiento específico de un material impreso en 3D como de comprender nuestra capacidad para monitorear y detectar el rendimiento y la degradación del material impreso en 3D, dijo Henry.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio de investigación del ejército de EE. UU. . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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