Zeiss otorga licencia a ORNL Tech para inspeccionar piezas impresas en 3D

Jun 22, 2023

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Utilizada durante mucho tiempo para observar el interior de componentes metálicos impresos en 3D, la tomografía computarizada puede revelar polvo atrapado, grietas y otras deformidades. Como técnica de prueba no destructiva, sirve como una herramienta invaluable para identificar errores en el proceso, refinar los métodos de fabricación y señalar piezas defectuosas antes del envío. Ahora, el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) y el líder alemán en óptica ZEISS han firmado un acuerdo de licencia de cinco años para colaborar en el uso de la exploración por tomografía computarizada para garantizar la calidad en piezas impresas en 3D.

Con el acuerdo de licencia, ZEISS pone su mirada en Simurgh, una herramienta diseñada para reducir drásticamente los costos de inspección en un factor de diez y al mismo tiempo aumentar la precisión. Esto es particularmente oportuno, ya que la industria está preparada para un aumento en las pruebas de piezas específicas. Aunque su nombre puede evocar imágenes de un personaje de 'El Señor de los Anillos', Simurgh es todo negocios. Utiliza algoritmos entrenados para identificar geometrías problemáticas que podrían indicar problemas como polvo atrapado, oclusiones o grietas. Esta iniciativa de investigación está respaldada por la Oficina de Tecnologías de Fabricación y Materiales Avanzados del Departamento de Energía, ubicada en las Instalaciones de Demostración de Fabricación de ORNL. También ha recibido apoyo a través de una adjudicación del Fondo de Comercialización de Tecnología.

“La TC es una técnica no destructiva estándar utilizada en multitud de industrias diferentes para garantizar la calidad del componente que se produce. Pero la TC es tradicionalmente un proceso costoso y que requiere mucho tiempo. El desafío es cómo podemos aprovechar lo que sabemos de física y tecnología para acelerar el proceso de TC y permitir que la industria lo adopte más ampliamente. Mi objetivo final, lo que me gustaría lograr, es hacer esto tan rápido que podamos ponerlo en una línea de producción para que cada pieza pueda escanearse por tomografía computarizada de manera rápida y confiable. Si podemos llegar allí, sería un desarrollo revolucionario que permitiría que la impresión 3D realmente alcanzara su potencial”, dijo el investigador del ORNL Amir Ziabari.

“ZEISS y ORNL mantienen una larga asociación que ha llevado al desarrollo de soluciones innovadoras para el análisis y la calificación automatizados. Ahora buscamos mejorar aún más el desarrollo de procesos y la calificación para la fabricación aditiva, para permitir la adopción a gran escala y el cambio de la creación de prototipos a la fabricación”, dijo Paul Brackman, gerente de AM en ZEISS.

En este caso, las capacidades de Simurgh se extienden más allá de la tomografía computarizada; la herramienta también ha sido entrenada con datos de microscopios electrónicos de barrido. Cuando se escanea una pieza, Simurgh emplea aprendizaje automático, específicamente aprendizaje profundo, para analizar e identificar automáticamente áreas susceptibles a errores. Al aprovechar el aprendizaje automático, el sistema optimiza los costos informáticos y al mismo tiempo mejora la velocidad y la precisión. En particular, Simurgh ha examinado los soportes de los conjuntos de combustible nuclear destinados a la planta nuclear de Browns Ferry, así como las palas de turbinas impresas en 3D.

Zeiss ya tiene una herramienta GOM Blade Inspect Pro y muchos otros elementos de inspección de palas de turbina y parpadeo.

“Comprender qué tipo de defectos podrían estar presentes es increíblemente importante para comprender el comportamiento del material. En este tipo de piezas, cualquier defecto o pequeño poro en el material podría provocar una falla catastrófica”, dijo Ryan Dehoff, director de la instalación de demostración de fabricación de ORNL.

En medio de un aumento en la producción de piezas críticas mediante la fabricación aditiva (AM) para los campos aeroespacial y médico, el papel de la tomografía computarizada también se ha ampliado, impulsando las ventas de sistemas. Esta tendencia no ha escapado a la atención de los gigantes de la metrología ZEISS y Nikon. Nikon compró SLM Solutions y Morf3D, mientras que ZEISS fue uno de los primeros en respaldar EOS. Más recientemente, la empresa invirtió en Makerverse y Precise Bio y se asoció con EOS en una solución de monitoreo de procesos. Ha colaborado con el Laboratorio Nacional Oak Ridge desde 2019, codesarrollando ZEISS ParAM, un servicio de calificación.

Estas empresas líderes en metrología y fabricación de semiconductores están lejos de estar pasivamente interesadas en la fabricación aditiva. Su compromiso se basa en datos concretos. Al tener una cartera completa que incluye no solo sistemas de escaneo CT sino también 3D, están profundamente en sintonía con el sector de fabricación aditiva. Esto los coloca en una posición única para pronosticar con precisión la trayectoria de la industria. Sus ofertas van más allá de los escáneres CT e incluyen escáneres 3D para evaluar la precisión dimensional, la textura de la superficie y la precisión general.

Gracias a las capacidades de Simurgh, ahora es posible ir más allá del muestreo y examinar una construcción o lote completo, examinando cada pieza individual. Dada la variabilidad inherente al proceso de impresión 3D, creo que las pruebas exhaustivas serán esenciales para los componentes críticos. Con el potencial de reducir los costos de la exploración por TC, podemos aspirar a un futuro en el que cada pieza destinada a un cuerpo humano o a un avión se someta a una inspección tan rigurosa. A mí, por mi parte, me encantaría que la visión de Ziabari se hiciera realidad. Necesitamos que la impresión 3D sea más segura y este podría ser un paso importante en esa dirección.

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