Kakšni so metodi pregledovanja kakovosti za komponente kovinskega tiskanja?

一, Karakterizacija mikrostrukture: odkrivanje „genetske kode“ materialnih lastnosti.
Na makroskopske mehanske lastnosti komponent kovinskega tiskanja neposredno vplivajo njihova mikrostruktura, vključno z velikostjo zrn, orientacijo in fazno sestavo. Skeniranje elektronske mikroskopije (SEM) in difrakcije za povratno razpršitev elektronov (EBSD) so tradicionalne metode za odkrivanje, vendar imajo težave, vključno z visokimi stroški in dolgimi časi obdelave. Kombinacija optičnega slikanja in tehnologije strojnega učenja v zadnjih letih je odprla nov način za hitro analizo mikrostruktur.
1. strojno učenje in optično slikanje
Skupina ljudi z tehnološke univerze Nanyang v Singapurju je zasnovala poceni sistem zaznavanja, ki uporablja optične kamere, svetilke in prenosnike. Kemično jedkanje razkriva mikrostrukturo kovinske površine, algoritmi strojnega učenja pa si ogledujejo vzorce, ki jo izdeluje odsevana svetloba na različnih kristalnih površinah, da ustvari "zemljevid kristalne orientacije." Ta metoda lahko pregled opravi v 15 minutah in stane le 1/40 tipičnih EBSD. Dobro je za hitro preverjanje pomembnih delov, kot so turbinske rezila in letalske podpore.
2. Analiza metalografskega mikroskopa
Po izdelavi metalografskih vzorcev tiskanih delov uporabite metalografski mikroskop, da si ogledate njihovo mikrostrukturo. Na primer, tiskani predmeti iz titanove zlitine bi morali imeti dosledno + dvojno fazno strukturo. Če vidite grobo martenzit ali večplastno strukturo, to pomeni, da je prišlo do težave s toplotno obdelavo. Za določen projekt rezila letalskih motorjev so metalografske raziskave pokazale, da imajo nekateri kraji groba zrna, ki niso bila običajna. S spreminjanjem laserske moči in hitrosti skeniranja je bila velikost zrnja zadržana znotraj 50 μm.
3. X - ray difrakcija (xrd)
XRD lahko natančno meri fazno sestavo in preostali napetost tiskanih delov. Na primer, odstotek volumna faze v tiskanih delih iz niklja - na osnovi visoke - temperaturna temperatura neposredno vpliva na njihovo moč pri visokih temperaturah. XRD lahko zanesljivo izmeri svojo prisotnost. Prav tako zaznavanje preostalega stresa pomaga preprečiti, da se deli upogibajo ali razpokajo, ko se med uporabo sprošča stres.
2, Notranje zaznavanje napak: način za ogled znotraj "Black Box"
Glavni razlogi, zakaj kovinski tiskarski deli ne uspejo, so, ker imajo lastne pomanjkljivosti, kot so pore, razpoke in pomanjkanje fuzije. Ultrazvočno testiranje in radiografsko testiranje sta dve tradicionalni ne - metodi destruktivnega testiranja, ki imajo težave z iskanjem zapletenih geometrijskih delov. Mikro CT in vodni potopni ultrazvočni skenirni mikroskop (SAM) sta postala zelo pomembna orodja za reševanje tega izziva.
1. mikro ct (mikro ct)
Micro CT uporablja X - žarke, da gre skozi dele in zbira projekcijske podatke, da naredi tri - dimenzijski model. Ta model lahko najde razpoke, dolge vsaj 10 μm, in pore, ki so široke vsaj 5 μm. Podjetje, zaradi katerega so medicinski vsadki uporabljeni mikro CT za iskanje skupnih skodelic kolkov iz titanijeve zlitine, in ugotovil, da je pot notranjega pretoka blokirana s prahom. Z globami -, ko je nastavitve tiskanja uglaševala, se je stopnja blokade znižala z 12% na 0,5%. Mikro CT lahko oceni tudi geometrijske dejavnike, kot je debelina stene in koliko delov spremeni obliko z natančnostjo 5 μm.
2. Skeniranje mikroskopije z uporabo Imperion Ultrasonic Technology (SAM)
SAM pregleda vse dele v vseh smereh z uporabo visokega - frekvenčnega ultrazvočnega pretvornika (5MHz - 70MHz) in naredi slike z visoko ločljivostjo, tako da si ogleda odsevane signale ultrazvočnih valov na vmesniku napake. Med pregledom 3D -tiskanega radarskega dela je Sam našel notranjo razpoko, ki je bila globoka 12 mm in široka 0,3 mm. Tradicionalno ultrazvočno testiranje lahko najde le pomanjkljivosti, ki so blizu površine.
3. Lasersko ultrazvočno testiranje (LUT)
LUT uporablja laserske impulze, da se ultrazvočni valovi premikajo, in ugotovi napake, tako da pobere signale, ki odbijajo senzorje. Ta pristop ne potrebuje sredstva za spajanje in dobro deluje pri iskanju ukrivljenih kosov. Projekt za letalsko šolo za gorivo z motornimi motorji je uporabil LUT za iskanje 0,5 mm mikro razpoke v notranjosti hladilnega kanala. Natančnost zaznavanja je bila 0,1 mm.
3, preverjanje geometrijske natančnosti: poskrbite, da so digitalni modeli in fizični predmeti enaki
Geometrijska natančnost kovinskih tiskarskih delov neposredno vpliva na to, kako dobro se prilegajo skupaj in kako dobro delujejo. Standardni koordinatni merilni stroji (CMM) niso zelo dobri pri iskanju zapletenih površin, vendar jih 3D -skenirajoče tehnologije lahko najdejo hitro in natančno, ne da bi se jih dotaknili.
1. 3 d skeniranje s strukturirano svetlobo
Uporaba visokih - natančnih strukturiranih svetlobnih skenerjev (kot je XTOM-5M), da dobite podatke v oblaku iz različnih zornih kotov, primerjajte z originalnim modelom CAD za izdelavo kromatogramov in vizualno prikazujejo razlike v velikosti. 3D skeniranje določene namestitve avtomobilskega motorja je pokazalo, da je bila lokalna debelina stene med pregledom 0,2 mm preveč debela. Dimenzijska stopnja kvalifikacije se je povečala z 85% na 98% s spreminjanjem debeline tiskarske plasti in podporne strukture.
2. meritev z laserskim sledilnikom
Laserski sledilnik lahko z merjenjem prostorskih koordinat ciljne kroglice, ki se odraža, najde dinamično natančnost ogromnih delov, kot so okvirji letala. Laserski sledilnik je našel 0,3 mm popačenje v strukturnem delu vesoljskega plovila, ko je bil tiskan. Popačenje smo ohranili v 0,1 mm s prilagajanjem temperature podlage in tiskarske poti.
4, Mehanska ocena uspešnosti: Preverjanje učinkovitosti iz laboratorija v storitveno okolje
Standardizirano testiranje je treba uporabiti za preverjanje mehanskih lastnosti kovinskih tiskarskih delov, kot so natezna trdnost, življenjska doba utrujenosti in trdnost. Natezno testiranje in testiranje vplivov sta še vedno pogosti načini za oceno stvari, toda v - tehnologija testiranja situ nam daje nov način za pregled zmogljivosti.
1. test na natezno trdnost
Naredite standardne vzorce, ki ustrezajo standardu ASTM E8, in preizkusite njihovo trdnost donosa, natezno trdnost in raztezanje. Natezni test določenega tiskanega dela aluminijeve zlitine je pokazal, da lahko obvlada 320MPa natezne trdnosti in 18% raztezka, kar je tisto, kar potrebujejo letalski strukturni deli.
2. Test za utrujenost
Uporabite rotacijski stroj za testiranje utrujenosti, da vidite, kako dolgo trajajo deli, ko so pod različnimi obremenitvami. Stresni test titanijevega zlitin, tiskanega rezila, je pokazal, da je njegova omejitev utrujenosti 450MPA, kar je 10% nižja od meje za tipična kovana rezila. Da bi material boljši pri ravnanju z utrujenostjo, se je treba z zdravljenjem z vročim izostatičnim stiskanjem (HIP) znebiti notranjih napak.
3. Tehnologija za testiranje in situ
V - situ natezni kombinirani pristop lahko vidi, kako se razpoke začnejo in širijo v realnem času, ko se material razteza. In situ testiranje niklja - natisnjeni del zlitine, ki je bil natisnjen, je pokazalo, da se razpoke ponavadi začnejo na območju, ki ni zlilo. Z fino -, ki je nastavil nastavitve tiskanja, je bilo število neizraženih napak prekinjeno za 80%, življenjska doba utrujenosti pa se je potrojila.
5, z uporabo tehnologij za odkrivanje v aplikaciji Fusion za izdelavo zaprtega sistema za zaprto - zanko
Preverjanje kakovosti za kovinske tiskarske dele se mora zgoditi na vsakem koraku postopka, od zasnove do tiskanja do obdelave -. Na primer, načrt testiranja zgorevalne komore danega letala je naslednji:
Pred tiskanjem uporabite analizator velikosti delcev v prahu (na primer Malvern Mastersizer 3000), da ugotovite porazdelitev velikosti delcev v prahu in se prepričajte, da je D50 med 45 in 60 μm.
Tiskanje: Uporaba LUT -a za pazi na stanje staljenega bazena v realnem času in spreminjanje laserske moči, da se izognemo poroznosti;
Micro CT najde notranje pomanjkljivosti, 3D skeniranje preverja geometrijsko natančnost in natezno testiranje preverja mehanske značilnosti po tiskanju.
Pred servisom: opravite korozijski test in visok - test temperature vzdržljivosti in se prepričajte, da bodo deli dobro delovali v ekstremnih pogojih.