Sistema de control de calidad en impresión 3D

Estudiantes del Departamento de Ingeniería de Sistemas Industriales y de Fabricación (IMSE) de la Universidad Estatal de Kansas han desarrollado un nuevo “sistema de control de calidad para el proceso de impresión 3D”.

Con el aprendizaje supervisado integrado de la máquina, una cámara y un software de procesamiento de imágenes, los estudiantes crearon un sistema de control de calidad de la producción para evaluar las piezas impresas en 3D en tiempo real.

Los estudiantes del IMSE Ugandhar Delli y el Dr. Shing Chang declararon:

“CONVENCIONALMENTE, LA CALIDAD DE LAS PIEZAS IMPRESAS EN 3D SE COMPRUEBA DESPUÉS DE LA IMPRESIÓN. LA DETECCIÓN DE DEFECTOS DURANTE EL PROCESO DE IMPRESIÓN NO SÓLO AYUDA A ELIMINAR EL DESPERDICIO DE MATERIAL Y TIEMPO, SINO QUE TAMBIÉN EVITA LA NECESIDAD DE REIMPRIMIR TODA LA PIEZA“.

Monitorización controlada de impresión 3D

La calificación de las piezas, singularmente en el caso de los componentes metálicos impresos en 3D, puede ser un proceso largo para los fabricantes que potencialmente pueden retener un producto de su mercado de destino.

Por otro lado, este estudio prueba que con controles de calidad punto por punto, las operaciones de impresión 3D a escala de producción pueden mejorarse con eficacia de costes y tiempo.

Con una impresora 3D LulzBot Mini 2, Delli y Dr. Chang imprimieron varias piezas, probando la ausencia de defectos, deteniendo la producción durante “etapas críticas” donde la geometría de la pieza cambia significativamente.

Impresora 3D Lulzbot MINI 2

El estudio asevera “considerar una parte compleja que implica diferentes etapas de impresión como la falda/base, el cuerpo y la parte superior. Estas etapas podrían ser consideradas como los puntos de control deseados para inspeccionar la calidad.”

Los investigadores propusieron un sistema de control de calidad de 3 pasos para identificar y valorar las etapas del proceso de impresión 3D.

1. En primer lugar, los investigadores establecieron puntos de control para una pieza impresa en 3D conforme su geometría.

2. En segundo lugar, con la ayuda de una cámara montada, se tomaron imágenes de las piezas semiacabadas en todos y cada puesto de control.

3. Por último, la calidad de la pieza se evaluó automáticamente mediante el procesamiento de imágenes y un algoritmo de aprendizaje supervisado llamado máquina vectorial de soporte (SVM).

¿Es un proceso eficiente para la impresión 3D?

Concluyendo la investigación, Delli y el doctor Chang observaron que su método puede advertir tanto defectos de fallas de terminación, debido al agotamiento del filamento, como defectos geométricos, causados por paradas no deseadas. No obstante, este sistema de monitoreo de calidad de 3 pasos tuvo sus inconvenientes.

Según el estudio, “este procedimiento podría no ser capaz de detectar los defectos en el plano vertical que no se pueden ver en la imagen de la vista superior. Esto nos da una dirección para futuras investigaciones para incorporar cámaras en los lados de la impresora, de este modo como para detectar defectos tanto en el plano horizontal como en el vertical”.

Ahora, Delli y el doctor Chang trabajarán para añadir un sistema multicámara en impresoras 3D para eliminar errores de producción de piezas.