La produzione additiva (AM), comunemente nota come stampa 3D, coinvolge processi di produzione che dipendono da un insieme di parametri ottimizzati definito dall'utente. Il monitoraggio e il controllo di questi processi in tempo reale possono aiutare a raggiungere la stabilità operativa e la ripetibilità per produrre parti di alta qualità. Applicando in situ metodi di monitoraggio alle procedure AM, possono essere rilevati difetti nelle parti stampate.

In una nuova recensione sulla rivista Elsevier Materials &Design , Nikhil Gupta, professore di ingegneria meccanica e aerospaziale e direttore del Composite Materials and Mechanics Laboratory presso la NYU Tandon, e Youssef AbouelNour, uno studente di dottorato sotto la guida di Gupta, esaminano l'applicazione dei metodi di imaging e acustici per il rilevamento del sottosuolo e vizi interni.

I metodi di imaging consistono in tecniche di monitoraggio visivo e termico, come telecamere ottiche, telecamere a infrarossi (IR) e imaging a raggi X. I dati sono abbondanti poiché sono stati condotti numerosi studi che dimostrano l'affidabilità dei metodi di imaging nel monitoraggio del processo di stampa e dell'area di costruzione, nonché nel rilevamento dei difetti.

I metodi acustici si basano rispettivamente su tecnologie di rilevamento acustico e metodi di elaborazione del segnale per acquisire e analizzare i segnali acustici. I segnali di emissione acustica grezzi possono essere correlati a particolari meccanismi di difetto utilizzando metodi di estrazione delle caratteristiche. Nella loro recensione Gupta e AbouelNour discutono dell'elaborazione, della rappresentazione e dell'analisi del in-situ acquisito dati da entrambi i metodi di imaging e acustico. Introducono anche ex-situ tecniche di test come metodi per la verifica dei risultati ottenuti da in-situ monitoraggio dei dati.

Tra le loro rivelazioni:

• I metodi di monitoraggio del processo in situ possono creare un processo AM a circuito chiuso in grado di correggere e controllare i difetti, per garantire stabilità e ripetibilità del processo
• L'integrazione dei metodi di monitoraggio e dell'apprendimento automatico nel processo AM può aiutare a valutare continuamente la qualità del deposito di materiale e sviluppare metodi di intervento per correggere i difetti in situ
• E l'uso della tomografia computerizzata a raggi X può portare a una valutazione approfondita dei difetti, nonché a una valutazione della qualità dei metodi di monitoraggio in situ.
• L'integrazione dei metodi di monitoraggio della qualità con i metodi di produzione elimina la necessità di condurre la valutazione della qualità separatamente, il che può far risparmiare una notevole quantità di tempo.

Ispezione dei difetti del wafer ottico nel nodo tecnologico a 10 nm e oltre