L’Université du Texas du Nord vient de recevoir quelques subventions du Département de l’énergie (DOE) pour faire avancer leurs recherches en cours sur les structures automobiles imprimées en 3D. La première subvention couvre les capteurs intégrés et la seconde couvre un moyen de détection de défauts par ultrasons dans l’impression 3D automobile.
Capteurs
La première subvention (1,5 million USD) annoncée par l’université couvre 3 ans de recherche et sera menée au UNT Center for Agile and Adaptive Additive Manufacturing (CAAAM) avec l’aide de scientifiques du DOE du Center for Nanophase Materials Sciences à Oak Ridge Laboratoire national. L’ORNL a été très proactif dans l’impression 3D ces derniers temps, notamment dans le domaine de l’ingénierie nucléaire.
Le financement permettra de poursuivre le développement dans la fabrication d’un matériau composite léger en fibre de carbone imprimé en 3D équipé de capteurs intégrés pour une utilisation dans les structures de voiture.
L’équipe évaluera divers matériaux pouvant être intégrés à des capteurs flexibles pendant l’impression. Ces capteurs permettront une surveillance en temps réel des structures, où qu’elles se trouvent sur le véhicule. L’équipe envisage d’utiliser cette technologie dans la structure principale du véhicule, qui, selon eux, peut être fabriquée avec la fabrication additive, ainsi que d’autres structures telles que les pneus et les réservoirs de carburant.
Cela permettra, en principe, à un conducteur de recevoir des informations à jour sur l’état de ses pneus ou la quantité de carburant restant dans le réservoir.
« Une fois que nous avons développé et testé avec succès des matériaux, nous pouvons proposer des options plus solides, plus sûres et plus légères pour la fabrication additive automobile », a déclaré Yijie Jiang, professeur adjoint au département de génie mécanique de l’UNT.
« Des matériaux éprouvés et facilement disponibles offriront des opportunités de réduire les coûts et de faire progresser l’industrie. »
Contrôle de qualité par ultrasons
La deuxième subvention (1 million de dollars), qui a été annoncée par l’université cette semaine, couvre la recherche sur la détection des défauts par ultrasons de la microstructure des composants automobiles imprimés en 3D.
« Nous allons utiliser la technologie des ultrasons pour surveiller chaque pièce en temps réel et déterminer s’il y a un défaut », a déclaré le professeur Haifeng Zhang, co-chercheur principal du projet au département de génie mécanique de l’UNT.
« En détectant un éventuel défaut plus tôt dans le processus, nous avons pu réviser les paramètres de fabrication plus tôt, économisant du temps et de l’argent. »
Le suivi in situ de la qualité des pièces AM pendant la fabrication est un sujet de recherche brûlant en ce moment et constitue une étape assez critique dans la réalisation d’une usine entièrement intelligente, comme promis par l’industrie 4.0.
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« La fabrication additive a le potentiel de révolutionner les opérations de fabrication et de perturber considérablement la manipulation conventionnelle des pièces neuves et de rechange dans toutes les industries, y compris le nucléaire, ce qui constitue l’essentiel de mes recherches », a déclaré Zhang.
Le DOE a déjà consacré ses ressources de superordinateur au développement de la détection des défauts in situ assistée par l’IA pour les pièces en titane, comme on le voit dans cet article, bien qu’avec des rayons X plutôt qu’avec des capteurs à ultrasons.
Les capteurs à ultrasons sont certainement plus accessibles que les sources de rayons X, et des systèmes comme celui-ci peuvent même se retrouver dans les usines, plutôt que exclusivement dans les installations de recherche gouvernementales.
Vous pouvez voir quelques exemples du type de travail effectué par CAAAM dans la vidéo ci-dessous.