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

Введение ………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 12

1 Аддитивные технологии – применение для изготовления изделий из металлов и сплавов
…………………………………………………………………………………………………………………………………….15
1.1 Аддитивное производство ……………………………………………………………………………………….15
1.2 Технология селективного лазерного плавления (SLM/DMP) …………………………………….16
1.3 Электронно-лучевая плавка (EBM) ………………………………………………………………………….19
1.4 Улучшение ОК 3D-печатных деталей ………………………………………………………………………21
2. Методы неразрушающего контроля изделий, изготовленных аддитивными методами. .26
2.1 Рентгеновская томография ………………………………………………………………………………………26
2.2 Ультразвуковые методы ………………………………………………………………………………………….35
2.2.1 Пространственно разрешенная акустическая спектроскопия для селективного
лазерного плавления……………………………………………………………………………………………………..35
2.2.2 Онлайн-мониторинг процессов аддитивного производства с использованием
ультразвука …………………………………………………………………………………………………………………..40
2.2.2.1 Аддитивное производство и соображения обеспечения качества …………………………40
2.2.2.2 Ультразвуковой контроль процесса ……………………………………………………………………41
2.2.2.3 Демонстрация построения-работы и ультразвуковых сигналов ……………………………43
2.2.2.4 Подходы к дальнейшей обработке и оценки ……………………………………………………….45
2.3 Ультразвук и УЗ контроль ……………………………………………………………………………………….49
2.3.1 Ультразвук……………………………………………………………………………………………………………49
2.3.2 Ультразвуковой контроль ……………………………………………………………………………………..51
2.3.3 Дефекты, которые можно определить ультразвуковым методом ……………………………52
2.4. Методы определения параметров распространения УЗ волн в твердом теле …………….54
2.4.1. Определение скорости УЗ волн в твердом теле …………………………………………………….54
2.4.2. Определение коэффициента затухания ультразвуковых волн в твердом теле ………..55
2.4.3. Влияние характеристик твердого тела на параметры распространения УЗ волн. ……59
3. Экспериментальная часть ………………………………………………………………………………………….63
3.1 Ультразвуковой контроль образцов изготовленных аддитивными технологиями ……..65
Список использованной литературы ……………………………………………………………………………135

Были проведены экспериментальные работы на системе
ультразвукового анализа твердого тела по исследованию параметров
распространения продольных волн в образцах из титанового сплава ВТ6
изготовленных методами послойной электронно-лучевой печати из порошка и
проволоки.
Показано, что ультразвуковые методы контроля позволяют оценить
качество фабрикации изделий методами аддитивных технологий, при этом
контроль таких изделий принципиально не отличается от контроля изделий,
полученных традиционными методами.
Существующие алгоритмы обработки сигналов ультразвукового
контроля хорошо справляются с определением времени пробега сигнала в
образце (определение скорости ультразвука в материале), но требуют
настройки для количественного определения коэффициента затухания. Так же
индивидуального подхода к контролю изделий требует подбор оптимальной
частоты ультразвукового контроля.
Так же дополнительного исследования требует количественная оценка
влияния пористости изделий на значение коэффициента затухания, что
связано с фабрикацией образцов с заданной величиной пористости.