ツァイス、ORNL Techに3Dプリント部品の検査ライセンスを付与

Jun 22, 2023

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金属 3D プリント部品の内部を観察するために長年利用されてきた CT スキャンは、閉じ込められた粉末、亀裂、その他の変形を明らかにすることができます。 非破壊検査技術として、プロセスエラーを特定し、製造方法を改善し、出荷前に欠陥部品にフラグを立てるための貴重なツールとして機能します。 今回、オークリッジ国立研究所 (ORNL) とドイツの光学大手 ZEISS は、3D プリント部品の品質保証のための CT スキャンの使用について協力する 5 年間のライセンス契約を締結しました。

ZEISS は、ライセンス契約により、精度を向上させながら検査コストを 10 分の 1 に大幅に削減するように設計されたツールである Simurgh に焦点を当てています。 業界では部品固有のテストが急増する準備が整っているため、これは特にタイムリーです。 その名前は「ロード・オブ・ザ・リング」の登場人物を連想させるかもしれませんが、シムルグはすべてビジネスです。 閉じ込められた粉体、閉塞、亀裂などの問題を示す可能性のある問題のあるジオメトリを特定するように訓練されたアルゴリズムを使用します。 この研究イニシアチブは、ORNL の製造実証施設にあるエネルギー省の先端材料および製造技術室によって支援されています。 また、Technology Commercialization Fund 賞を通じての支援も受けています。

「CT は、製造されるコンポーネントの品質を保証するためにさまざまな業界で使用されている標準的な非破壊技術です。 しかし、CT は伝統的に高価で時間のかかるプロセスです。 課題は、物理学とテクノロジーについて私たちが知っていることをどのように活用して CT プロセスを高速化し、産業界でより広く採用できるようにするかです。 私の最終的な目標、つまり達成したいのは、これを生産ラインに導入できるほど高速化して、すべての部品を迅速かつ確実に CT スキャンできるようにすることです。 もしそこに到達できれば、それは3Dプリンティングの可能性を真に発揮できるような革新的な開発となるだろう」とORNL研究者のアミール・ジアバリ氏は語った。

「ZEISS と ORNL は、自動分析と認定のための革新的なソリューションの開発につながる長いパートナーシップを築いてきました。 私たちは現在、積層造形のプロセス開発と認定をさらに改善し、大規模な導入と試作から製造への移行を可能にすることを目指しています」とZEISSのAMマネージャー、ポール・ブラックマン氏は述べています。

この場合、Simurgh の機能は CT スキャンを超えて拡張されます。 このツールは走査型電子顕微鏡からのデータにも基づいてトレーニングされています。 部品がスキャンされると、Simurgh は機械学習 (特にディープ ラーニング) を使用して、エラーが発生しやすい領域を自動的に分析し、特定します。 機械学習を活用することで、システムは速度と精度の両方を向上させながらコンピューティングコストを最適化します。 注目すべきことに、シムルグ氏はブラウンズフェリー原子力発電所向けの核燃料集合体ブラケットと、3Dプリントされたタービンブレードを精査した。

Zeiss はすでに GOM Blade Inspect Pro ツールやその他のタービン ブレードやブリンクの検査機能を多数備えています。

「どのようなタイプの欠陥が存在する可能性があるかを理解することは、材料の挙動を理解する上で非常に重要です。 この種の部品では、材料に欠陥や小さな孔があると、致命的な故障を引き起こす可能性があります」と ORNL の製造デモンストレーション施設ディレクター、ライアン・デホフ氏は述べています。

航空宇宙および医療分野で積層造形 (AM) による重要部品の生産が急増する中、CT スキャンの役割も拡大し、システムの売上も増加しています。 この傾向は、計測学の巨人である ZEISS と Nikon の注目を逃れることはできませんでした。 ニコンは SLM Solutions と Morf3D を買収し、ZEISS は初期から EOS を支援していました。 最近では、同社は Makerverse と Precise Bio に投資し、プロセス監視ソリューションに関して EOS と提携しました。 2019年からオークリッジ国立研究所と提携し、資格サービスであるZEISS ParAMを共同開発している。

これらの主要な計測および半導体製造企業は、AM に消極的に関心を持っているわけではありません。 彼らの関与は確かなデータによって情報化されます。 CT だけでなく 3D スキャン システムを含む包括的なポートフォリオを有しており、積層造形セクターと深く連携しています。 これにより、業界の軌道を正確に予測できる独自の立場に立つことができます。 同社の製品には CT スキャナだけでなく、寸法精度、表面の質感、一般的な精度を評価するための 3D スキャナも含まれています。