Jaké jsou metody kontroly kvality pro komponenty tisku kovu?

一 Charakterizace mikrostruktury: Odhalení „genetického kódu“ atributů materiálu.
Makroskopické mechanické vlastnosti komponent kovového tisku jsou přímo ovlivněny jejich mikrostrukturou, včetně velikosti zrn, orientace a fázového složení. Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) a difrakce elektronového zpětného rozptylu (EBSD) jsou tradiční metody pro detekci, mají však problémy včetně vysokých nákladů a dlouhých doby zpracování. Kombinace technologie optického zobrazování a strojového učení v posledních letech otevřela nový způsob, jak rychle analyzovat mikrostruktury.
1. strojové učení a optické zobrazování
Skupina lidí z technologické univerzity Nanyang v Singapuru vymyslela levný detekční systém, který používá optické kamery, lampy a notebooky. Chemické leptání odhaluje mikrostrukturu kovového povrchu a algoritmy strojového učení se dívají na vzory vytvořené odrazeným světlem na odlišných krystalových površích, aby se vytvořila „mapa orientace krystalu“. Tato metoda může provést inspekci za 15 minut a stojí pouze 1/40 typického EBSD. Je to dobré pro rychlou kontrolu důležitých dílů, jako jsou lopatky turbíny a letecké podpory.
2. analýza metalografického mikroskopu
Po vytvoření metalografických vzorků tištěných součástí použijte metalografický mikroskop a podívejte se na jejich mikrostrukturu. Například tištěné položky vyrobené z slitiny titanu by měly mít konzistentní + strukturu duální fáze. Pokud vidíte hrubý martenzitu nebo vrstvenou strukturu, znamená to, že s tepelným zpracováním byl problém. Pro určitý projekt čepele letadlových motorů metalografický výzkum ukázal, že některá místa měla hrubá zrna, která nebyla obvyklá. Změnou laserového výkonu a rychlosti skenování byla velikost zrna udržována do 50 μm.
3. x - Ray Difraction (XRD)
XRD může přesným způsobem měřit fázové složení a zbytkové napětí tištěných částí. Například objemové procento „fáze“ v tištěných částech vyrobených z niklu - založené na vysoké - teplotní slitině přímo ovlivňuje jejich sílu při vysokých teplotách. XRD může spolehlivě měřit jeho přítomnost. Rovněž detekce zbytkového napětí pomáhá zabránit ohýbání nebo praskání částí při uvolňování napětí během používání.
2, Detekce vnitřní chyby: Způsob, jak vidět uvnitř „černé skříňky“
Hlavní důvody, proč selhávají díly kovového tisku, jsou proto, že mají vnitřní nedostatky, jako jsou póry, trhliny a nedostatek fúze. Ultrazvukové testování a radiografické testování jsou dvě tradiční metody destruktivních testování, které mají potíže s nalezením složitých geometrických částí. Mikro CT a vodovodní ponoření ultrazvukový skenovací mikroskop (SAM) se staly velmi důležitými nástroji pro řešení této výzvy.
1. Micro CT (micro CT)
Micro CT zaměstnává X - paprsky, aby procházely díly a shromažďovaly projekční data, aby vytvořila tří - rozměrový model. Tento model může najít trhliny, které jsou nejméně 10 μm dlouhé a póry, které jsou široké nejméně 5 μm. Podnikání, které vyrábí lékařské implantáty, používají mikro CT k nalezení titanových slitinových kloubních šálků a zjistily, že trasa vnitřního toku byla blokována zbylým práškem. Podle jemné - Vyladění nastavení tisku klesla míra blokování z 12% na 0,5%. Mikro CT může také posoudit geometrické faktory, jako je tloušťka stěny a kolik částí mění tvar s přesností 5 μm.
2. skenování mikroskopie pomocí ultrazvukové technologie ponoření (SAM)
SAM skenuje všechny části ve všech směrech pomocí frekvenčního ultrazvukového převodníku s vysokým- (5MHz - 70MHz) a vytváří snímky s vysokým rozlišením pohledem na odražené signály ultrazvukových vln v rozhraní poruchy. Během inspekce 3D tištěné radarové části našel Sam interiérovou trhlinu, která byla hluboká 12 mm a šířka 0,3 mm. Tradiční ultrazvukové testování může najít pouze nedostatky, které jsou blízko povrchu.
3. laserové ultrazvukové testování (LUT)
LUT používá laserové pulzy, aby se ultrazvukové vlny pohybovaly, a najde chyby vyzvednutím signálů, které se odrazí ze senzorů. Tento přístup nepotřebuje spojovací látky a funguje dobře pro hledání zakřivených kusů. Projekt pro palivovou trysku leteckého motoru používal detekci LUT k nalezení mikro trhliny 0,5 mm v kanálu chlazení interiéru. Přesnost detekce byla 0,1 mm.
3, kontrola geometrické přesnosti: Ujistěte se, že digitální modely a fyzické předměty jsou stejné
Geometrická přesnost kovových tiskových dílů má přímý účinek na to, jak dobře zapadají dohromady a jak dobře fungují. Standardní měřicí stroje souřadnice (CMM) nejsou velmi dobré při hledání komplikovaných povrchů, ale 3D skenovací technologie je mohou najít rychle a přesně, aniž by se jich dotkli.
1. 3 D skenování se strukturovaným světlem
Pomocí vysokých - Precision Structured Light Scanners (jako XTOM-5M) získání bodových cloudových dat z různých úhlů je porovnejte s původním modelem CAD za účelem výroby chromatogramů a vizuálně zobrazují rozdíly velikosti. 3D skenování určitého montáže motoru automobilu ukázalo, že místní tloušťka stěny byla během vyšetření příliš silná 0,2 mm. Rozměrová kvalifikační míra vzrostla z 85% na 98% změnou tloušťky tiskové vrstvy a podpůrné struktury.
2. měření s laserovým sledovačem
Laserový sledovač může najít dynamickou přesnost obrovských částí, jako jsou rámy letadla, měřením prostorových souřadnic cílové koule, která se odráží. Laserový sledovač našel zkreslení 0,3 mm ve strukturální části kosmické lodi, když byl vytištěn. Zkreslení bylo udržováno do 0,1 mm úpravou teploty substrátu a tiskové cesty.
4, Hodnocení mechanického výkonu: kontrola výkonu z laboratoře do prostředí servisního prostředí
Standardizované testování musí být použito ke kontrole mechanických vlastností kovových tiskových dílů, jako je pevnost v tahu, únavová životnost a houževnatost dopadu. Testování v tahu a testování dopadu jsou stále běžnými způsoby, jak věci vyhodnotit, ale v testovací technologii - nám dává nový způsob, jak se podívat na výkon.
1. Test na pevnost v tahu
Vytvořte standardní vzorky, které splňují standard ASTM E8 a otestujte jejich výnosovou pevnost, pevnost v tahu a prodloužení. Test v tahu určité potištěné části slitiny hliníku naznačil, že dokáže zvládnout 320MPA pevnosti v tahu a 18% prodloužení, což je to, co potřebují letecké strukturální části.
2. Test na únavu
Pomocí testovacího stroje na ohýbání únavy můžete zjistit, jak dlouhé díly vydrží, když jsou pod různými zatíženími. Stresový test na tištěné čepeli z titanové slitiny naznačil, že jeho únavová limit je 450MPa, což je o 10% nižší než limit pro typické kované čepele. Aby se materiál zlepšil při manipulaci s únavou, je nutné se zbavit vnitřních nedostatků ošetřením horké isostatické lisování (HIP).
3. technologie pro testování in situ
V - SITU TEALILE SEM kombinovaný přístup může vidět, jak se trhliny začínají a šíří se v reálném čase, když se materiál natahuje. In situ testování niklu - založené na tištěné části slitiny ukázalo, že trhliny mají tendenci začínat v oblasti, která není fúzována. Podle pokuty - Vyladění nastavení tisku byl počet nevyužitých poruch snížen o 80%a únavová životnost byla ztrojnásobena.
5, Pomocí detekčních technologií v aplikaci Fusion k vytvoření kvalitního uzavřeného - řídicího systému smyčky
Kvalitní kontrola kovových tiskových dílů musí dojít v každém kroku procesu, od návrhu po tisk až po zpracování -. Například testovací plán pro spalovací komoru daného letadlového motoru je následující:
Před tiskem použijte analyzátor velikosti částic prášku (takový Malvern Mastersizer 3000), abyste zjistili rozdělení velikosti částic a ujistěte se, že D50 je mezi 45 a 60 μm.
Tisk: Používání LUT k sledování stavu roztaveného bazénu v reálném čase a změnu laserové síly, aby nedošlo k pórovitosti;
Micro CT najde vnitřní nedostatky, 3D skenování kontroluje geometrickou přesnost a tahové testování kontroluje mechanické vlastnosti po tisku.
Před servisem: Proveďte korozivní test a test teploty s vysokým -, abyste se ujistili, že díly budou dobře fungovat v extrémních podmínkách.