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Rétro-ingénierie de la microstructure de toute pièce imprimée en 3D

De l’impression 3D CAD à l’impression 3D scannée [Source: Science Direct]

Les chercheurs ont trouvé un moyen de rétroconcevoir une pièce imprimée en 3D en examinant sa microstructure.

Cela peut sembler excessif, car on pourrait penser que vous pourriez faire de l’ingénierie inverse d’une pièce en scannant en 3D son extérieur pour capturer la géométrie. Cette géométrie 3D pourrait ensuite être utilisée pour imprimer la pièce en 3D.

Ou au moins un objet visuellement similaire.

Problèmes de numérisation 3D internes

Le problème ici est que ces méthodes de balayage extérieur n’ont aucune visibilité sur l’intérieur et la microstructure de la pièce. Si vous pouvez le voir, vous pouvez le numériser avec des scanners 3D conventionnels. Mais l’intérieur reste un mystère.

La structure intérieure d’une pièce imprimée en 3D est cependant essentielle, car sa microstructure aide généralement à déterminer la résistance et les propriétés mécaniques de la pièce lors de l’utilisation en production.

Le design intérieur est encore plus important lorsque l’on considère l’introduction de matériaux composites. Celles-ci sont différentes des impressions 3D typiques qui impliquent des mono-matériaux, où vous savez implicitement ce qui se passe à l’intérieur, en termes de matériau. Avec les composites, deux matériaux ou plus peuvent être disposés de n’importe quelle manière imaginable à l’intérieur de l’objet.

Ceux qui utilisent l’impression 3D composite, en particulier les machines à fibre de carbone continue, savent que l’organisation des fibres est essentielle pour atteindre les objectifs de conception d’une pièce. S’il est possible de reproduire une pièce avec de la fibre de carbone continue, comment savoir si vous avez atteint les objectifs de résistance mécanique? Vous pourriez «surpasser» le composant en fibre de carbone, mais vous brûleriez ensuite votre budget par pièce.

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Il y a un autre aspect. Apparemment, il est possible de concevoir des pièces imprimables en 3D qui ne fonctionneront que si les matériaux composites sont dans une configuration précise. En fait, cette approche peut être utilisée comme une mesure de sécurité pour se protéger contre d’autres tentatives de répliquer la pièce.

Microstructure 3D CT scan

Rétro-ingénierie de la microstructure de toute pièce imprimée en 3D
CT scan d’une tranche d’un cube imprimé en 3D [Source: Science Direct]

Maintenant, les chercheurs de la Tandon School of Engineering de NYU semblent avoir trouvé une méthode pour surmonter ces défis.

Leur approche consistait à scanner une pièce imprimée en 3D. Cela produit un modèle 3D de l’objet, y compris son intérieur. En «découpant» le scan capturé, ils ont produit des «couches» (qui ne correspondent pas encore aux couches imprimées en 3D telles que nous les connaissons).

Ces couches d’analyse ont ensuite été exposées à un système d’apprentissage automatique qui pouvait interpréter leur apparence et redévelopper le parcours d’outil d’origine utilisé pour créer l’objet. Les chercheurs ont pu reproduire des pièces avec une différence de microstructure de seulement 0,33% en rejouant le parcours d’outil.

Microstructure d’ingénierie inverse

Rétro-ingénierie de la microstructure de toute pièce imprimée en 3D
Présentation du processus pour la réingénierie des parcours d’outils d’impression 3D [Source: Science Direct]

Maintenant, pour être clair, les chercheurs ne testaient qu’avec de simples cubes et cylindres imprimés en 3D avec un équipement d’impression 3D de bureau, et n’ont pas lancé de pièces très complexes à leur processus. Cependant, ils ont clairement prouvé un point important.

Si vous connaissez le parcours d’outil et les matériaux utilisés, vous savez fondamentalement comment reproduire l’objet dans son intégralité: à la fois extérieur ET intérieur.

Voilà pour l’idée d’utiliser le parcours d’outil comme mesure de sécurité.

Les implications de cette recherche sont simplement qu’en fin de compte, aucune pièce ne peut être sécurisée: si elle a accès à une pièce, elle peut être reproduite très étroitement.

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Veuillez concevoir en conséquence.

Via Science Direct

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