Smart in-situ X-ray-based probing system for novel additively manufactured products and materials

用于新型增材制造产品和材料的智能原位 X 射线探测系统

基本信息

  • 批准号:
    570923-2021
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Alliance Grants
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2021-01-01 至 2022-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Additive manufacturing (AM or 3D printing) is an advanced manufacturing technique that uses computer-aided design to build objects layer by layer. Common AM techniques for metals are assisted by laser power for material fusion, where metal powders are melted and solidified to form the designed solid object. Some mechanical properties of AM materials such as yield strength (the stress at which a material permanently deforms) have been shown to improve with AM processes; however, failure properties such as strain-at-failure and fatigue life are generally reduced by the available AM processes. It is imperative to understand these complex processes to improve the failure properties of AM materials and enable the development of novel materials with optimized lifetime for utilization in extreme applications, such as harsh weather in Alberta. With this two year project, we propose the development of an intelligent software-aided system for additive manufacturing of metallic alloys coupled with a novel high-repetition-rate X-ray diagnostic system for probing defect formation during the AM process and aiding the development of novel materials. This work will employ hard X-rays generated by a laser driver to probe samples printed at different rates, orientations, and temperatures to optimize the process for the generation of robust AM products and novel material development using Artificial Intelligence techniques. The commericalizable outcomes of this work are two-fold: development of a hardware system for optimized X-ray probing of dense materials, and the development of automated intelligent software for the control and production of consistent, reliable, and entirely novel 3D printed products. Over the course of 2 years, this project will provide opportunities for training of eight highly qualified personnel in highly marketable areas of AM, materials, programming, and optical science with the potential for spin-off companies in both hardware and software development.
增材制造(AM或3D打印)是一种高级制造技术,它使用计算机辅助设计逐层构建对象。金属的常见AM技术得到了材料融合的激光功率的辅助,其中金属粉末融化并固化以形成设计的固体物体。 AM材料的某些机械性能,例如屈服强度(材料永久变形的应力)已证明可以通过AM过程改善;但是,可用的AM过程通常会降低诸如疲劳和疲劳寿命之类的故障特性。必须了解这些复杂的过程,以提高AM材料的故障特性,并能够开发新型材料,并在极端应用中使用优化的寿命,例如艾伯塔省恶劣的天气。通过这个为期两年的项目,我们提出了一个智能软件辅助系统的开发,用于金属合金的添加剂制造,再加上一种新型的高重复速率X射线X射线诊断系统,用于在AM过程中探测缺陷形成并有助于开发新型材料。这项工作将采用激光驱动器生成的硬X射线,以探测以不同速度,方向和温度打印的样品,以优化使用人工智能技术生成强大的AM产品和新型材料开发的过程。这项工作的可用结果是两个方面:开发用于优化X射线密集材料的硬件系统,以及开发自动化的智能软件,以控制和生产一致,可靠且完全新颖的3D印刷产品。在两年的过程中,该项目将为培训AM,材料,编程和光学科学的八名高素质人员的培训提供机会,并有可能在硬件和软件开发中衍生公司。

项目成果

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Hussein, Amina其他文献

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