A Torontói Egyetem Yu Zou professzor által vezetett kutatócsoportja a felsőoktatási intézmény 3D fémnyomtatás laboratóriumában, egyelőre az SLS (szelektív lézeres szinterezés) és a DED (közvetlen energialerakás) technológiákra fókuszálva, gőzerővel dolgozik az additív gyártás továbbfejlesztésén. A gyártófolyamatok mögötti fizikai jelenségek feltárásával, a 3DP robusztusabbá tételével, valamint új anyagok létrehozásával igyekeznek elérni céljaikat.
Új kísérleti és elemzőmódszerekkel próbálják jobban megérteni az SLS és a DED technikákat. Jelenleg fejlett acélokkal, nikkelalapú szuperötvözetekkel és magas entrópiájú ötvözetekkel foglalkoznak, de a közeljövőben titán- és alumíniumötvözetekkel bővülhet a lista.
A hagyományos ötvözettervezésben az új anyagok létrehozásához és teszteléséhez szükséges rengeteg feldolgozási idő az egyik legkomolyabb akadály, amely additív gyártással kiküszöbölhető, és így az anyagok gyorsabban megismerhetők.
A kutatók elmondták, hogy az intelligens gyártáson is dolgoznak, mert a 3D fémnyomtatás oda vezet. Például printelés közben a nagyenergiájú lézer és az anyag közötti interakció csak néhány mikroszekundum, viszont ilyen rövid idő alatt is fontos fizikai jelenségek mennek végbe. Az adatokat viszont rögzíteni kell, mert csak úgy lehet az elemzésükhöz használt gépitanulás-módszert egyedire kialakítani.
A laboratórium fémnyomtatóiba gyors infravörös kamerarendszert integráltak, illetve a printer által felvett képeket – a nyomatokat – elemző, főbb jellemzőket kivonatoló monitoring rendszert is fejlesztettek. A gépi látás fejlődésével, jól begyakoroltatott mélytanulás-modellekkel eddig emberi szemre bízott alapfeladatok automatizálhatók: osztályozás, szegmentálás, detektálás.
A gépi tanulást és a mélytanulást teljesen autonóm 3D nyomtatórendszer fejlesztésére is fel szeretnék használni. A rendszer automatikusan észlelne és kijavítana a nyomatban később megjelenő hibákat. Ha az ilyen printerek elterjednek, a fémalapú additív gyártást a mainál szélesebb körben, több iparágban fogják alkalmazni.
„A 3D fémnyomtatás potenciálisan forradalmasíthatja az általunk ismert gyártást. Robusztus autonóm rendszerekkel, működtetési költségük drasztikusan csökkenthető, így pedig az additív gyártás jobban elterjed” – magyarázza Zou.
