روشی غیرتخریبی برای بازرسی محصول چاپ سه‌بعدی

محققان دانشگاه وندربیلت موفق شدند روشی غیرمخرب برای بازرسی قطعات سه‌بعدی چاپ شده ارائه کنند که در آن از نانوذرات طلا استفاده شده‌است. با این روش می‌توان نقص ساختاری نظیر لایه‌های چاپی اعمال نشده در طول فرآیند چاپ سه‌بعدی را شناسایی کرد.

توانایی ارزیابی دقیق قطعات تولیدشده با چاپ سه‌بعدی اهمیت زیادی دارد؛ چرا که تولیدکنندگان با این روش به این نوع ابزار نیازمند هستند. از این‌رو پژوهشگران آزمایشگاه ملی اوکریج روشی برای ارزیابی کیفیت محصولات تولیدشده با چاپ سه‌بعدی ارائه کردند که می‌توان از آن، هم در بخش دانشگاهی و هم صنعتی استفاده کرد.

اولین نکته در این بازرسی آن است که تولیدکنندگان مطمئن شوند که محصول تولید شده با طراحی از پیش تعیین‌شده همخوانی دارد. از دیگر مسائل پیشرو در تولید سه‌بعدی قطعات، امکان بروز مشکل در اثر تجمع ذرات در نوک نازل و ضعف مواد اولیه است که اگر اینها رفع نشود، محصول نهایی کیفیت پایینی خواهد داشت.

در این پروژه، محققان با استفاده از نانوذرات طلا، اقدام به ساخت فیلامنت‌های ترموپلاستیک عامل‌دار کردند. این فیلامنت‌ها به گونه‌ای هستند که به‌راحتی در چاپگرهای سه‌بعدی رایج قابل استفاده هستند. زمانی که از این فیلامنت در چاپ یک قطعه استفاده می‌شود، نانوذرات درون ساختار محصول نهایی قرار می‌گیرند. این نانوذرات زیرتابش پرتو فرابنفش، درخشش دارند؛ بنابراین درصورت وجود نقص ساختاری، خواص نوری آن‌ها دچار تغییر شده و این تغییر زیر پرتو فرابنفش قابل مشاهده خواهد بود.

در این روش با استفاده از یک اسکنر ساده و در مدت زمان چند ثانیه می‌توان نانوذرات را مشاهده کرد؛ بدون این که نیاز به تخریب نمونه باشد. این روش نیاز به حسگرها را در شبکه‌ی تولید کاهش می‌دهد. همچنین تولیدکننده در بخش کنترل کیفی می‌تواند مطمئن باشد که محصول تولیدشده با طرح اولیه هم‌خوانی دارد.

یکی از مزیت‌های این فناوری، امکان استفاده از آن در صنعت است. همچنین می‌توان به جای استفاده از نانوذرات از نقاط کوانتومی نیز بهره‌ برد.