Ультразвуковой контроль изделий из металлов и сплавов, полученных методами аддитивных технологий

Аддитивные технологий позволяют создавать изделия сложной
геометрической формы, которые в некоторых случаях не могут быть
изготовлены традиционными производственными технологиями. Послойный
характер изготовления детали дает возможность контролировать в процессе
изготовления весь объем изделий, применяя методы неразрушающего
контроля непосредственно во время фабрикации изделия. Это позволяет
характеризовать дефекты и проверять соответствие свойств материалов при
создании каждого слоя, что позволяет сэкономить время контроля и
дорогостоящий исходный материал, а также проводить залечивание дефектов
на лету, в процессе фабрикации. Полный онлайн-контроль объема
фабрикуемого изделия совершит революцию в отрасли AТ (аддитивных
технологий) и даст уверенность в качестве изготовленных изделий, чтобы
гарантировать, что все они находятся в пределах заданной спецификации.
На настоящее время это остается сложной задачей, так как существует
множество препятствий для онлайн контроля. Во-первых, используемые
методы НК (неразрушающего контроля) должны иметь возможности
инспектирования для измерения дефектов, свойств материалов и соответствия
их размера. Во-вторых, они должны быть совместимы с процессами АТ; быть
безопасными для обычного использования и иметь достаточную скорость
сканирования, чтобы не влиять на скорость фабрикации изделий.
Ультразвуковые методы контроля позволяют получить информацию о
дефектах, расположенных на различной глубине в материалах, изделиях и
сварных соединениях. Ультразвуковой контроль имеет высокую
производительность и позволяет получать объективную картину качества
изделия в процессе фабрикации.
В настоящее время слабо изучены особенности распространения
ультразвуковых волн в металлических изделиях, полученных методами
аддитивных технологий.
Цель работы состоит в рассмотрениии применимости ультразвуковых
неразрушающих методов диагностики для контроля изделий, полученных
методами аддитивных технологий.
Диссертация содержит введение, три главы и заключение. В начале
первой главе диссертации изложены особенности аддитивных технологий,
рассмотрены такие методы аддитивного производства как электронная
лучевая плавка и селективное лазерное плавление, и задачи улучшения и
обеспечения качества 3D – печатных изделий, которая является важным
следующим шагом в развитии AТ.
Во второй главе описаны методы неразрушающего контроля, такие как
рентгеновская компьютерная томография и ультразвуковой метод контроля.
Также о методах определения параметров распространения УЗ (ультразвук)
волн в твердом теле, такие как: определение скорости и коэффициента
затухания УЗ волн в твердом теле; влияние пористости на параметры
распространения ультразвуковых волн.
В третьей главе показаны экспериментальные результаты контроля
образцов изготовленных по различным технологиям 3D печати. Проводился
контроль дефектности образцов, измерялось время пробега ультразвукового
сигнала (скорость продольной волны) и коэффициент затухания продольной
волны в образцах.