Apa metode inspeksi kualitas untuk komponen pencetakan logam?

一, Karakterisasi struktur mikro: mengungkap 'kode genetik' atribut material.
Sifat mekanik makroskopis komponen pencetakan logam secara langsung dipengaruhi oleh struktur mikro mereka, termasuk ukuran butir, orientasi, dan komposisi fase. Pemindaian mikroskop elektron (SEM) dan difraksi backscatter elektron (EBSD) adalah metode tradisional untuk deteksi, namun mereka memiliki masalah termasuk biaya tinggi dan waktu pemrosesan yang lama. Kombinasi dari pencitraan optik dan teknologi pembelajaran mesin dalam beberapa tahun terakhir telah membuka cara baru untuk dengan cepat menganalisis struktur mikro.
1. Pembelajaran mesin dan pencitraan optik
Sekelompok orang dari Nanyang Technological University di Singapura telah menyusun sistem pendeteksian murah yang menggunakan kamera optik, lampu, dan laptop. Etsa kimia mengungkapkan struktur mikro permukaan logam, dan algoritma pembelajaran mesin melihat pola yang dibuat oleh cahaya yang dipantulkan pada permukaan kristal yang berbeda untuk menghasilkan "peta orientasi kristal." Metode ini dapat melakukan inspeksi dalam 15 menit dan hanya biaya 1/40 dari EBSD khas. Ini baik untuk memeriksa bagian -bagian penting dengan cepat seperti bilah turbin dan dukungan penerbangan.
2. Analisis mikroskop metalografi
Setelah membuat sampel metalografi dari bagian yang dicetak, gunakan mikroskop metalografi untuk melihat struktur mikro mereka. Misalnya, item cetak yang terbuat dari paduan titanium harus memiliki struktur fase ganda yang konsisten. Jika Anda melihat martensit kasar atau struktur berlapis, itu berarti ada masalah dengan perlakuan panas. Untuk proyek blade mesin pesawat tertentu, penelitian metalografi menunjukkan bahwa beberapa tempat memiliki butiran kasar yang tidak biasa. Dengan mengubah kekuatan laser dan kecepatan pemindaian, ukuran butir dijaga hingga 50 μm.
3. X - difraksi sinar (xrd)
XRD dapat mengukur komposisi fase dan tegangan residu dari bagian cetak dengan cara yang tepat. Misalnya, persentase volume dari 'fase dalam bagian cetak yang terbuat dari nikel - berbasis paduan suhu tinggi - secara langsung mempengaruhi kekuatan mereka pada suhu tinggi. XRD dapat mengukur keberadaannya dengan andal. Juga, mendeteksi stres residual membantu menghentikan bagian dari tekukan atau retak ketika stres dilepaskan selama penggunaan.
2, Deteksi cacat internal: cara untuk melihat di dalam "kotak hitam"
Alasan utama mengapa bagian pencetakan logam gagal adalah karena mereka memiliki kelemahan intrinsik pori -pori seperti itu, celah, dan kurangnya fusi. Pengujian ultrasonik dan pengujian radiografi adalah dua metode pengujian destruktif non- tradisional yang mengalami kesulitan menemukan bagian geometris yang kompleks. Mikro CT dan mikroskop pemindaian ultrasonik air (SAM) telah menjadi alat yang sangat penting untuk menyelesaikan tantangan ini.
1. Micro CT (Micro CT)
Micro CT menggunakan x - Sinar untuk melewati bagian dan mengumpulkan data proyeksi untuk membuat model dimensi tiga -. Model ini dapat menemukan retakan yang setidaknya 10 μm dan pori -pori yang memiliki lebar setidaknya 5 μm. Sebuah bisnis yang membuat implan medis menggunakan CT mikro untuk menemukan cangkir gabungan pinggul paduan titanium dan menemukan bahwa rute aliran interior diblokir oleh bubuk sisa. Dengan baik - Menyetel pengaturan pencetakan, laju penyumbatan turun dari 12% menjadi 0,5%. Mikro CT juga dapat menilai faktor geometris seperti ketebalan dinding dan berapa banyak bagian yang berubah bentuk dengan akurasi 5 μm.
2. Pemindaian Mikroskop Menggunakan Teknologi Ultrasonik Immersion (SAM)
SAM memindai semua bagian di semua arah menggunakan - {{0} {frekuensi tinggi transduser tinggi (5MHz - 70MHz) dan membuat gambar beresolusi tinggi dengan melihat sinyal yang dipantulkan dari gelombang ultrasonik pada antarmuka kesalahan. Selama inspeksi bagian radar cetak 3D, Sam menemukan retakan interior yang sedalam 12mm dan lebar 0,3mm. Pengujian ultrasonik tradisional hanya dapat menemukan kekurangan yang dekat dengan permukaan.
3. Pengujian Ultrasonik Laser (LUT)
Lut menggunakan pulsa laser untuk membuat gelombang ultrasonik bergerak, dan menemukan kesalahan dengan mengambil sinyal yang memantul dari sensor. Pendekatan ini tidak membutuhkan agen kopling dan bekerja dengan baik untuk menemukan potongan melengkung. Proyek untuk nosel bahan bakar mesin penerbangan menggunakan deteksi LUT untuk menemukan retak mikro 0,5mm di saluran pendingin interior. Akurasi deteksi adalah 0,1mm.
3, Memeriksa akurasi geometris: memastikan bahwa model digital dan item fisiknya sama
Ketepatan geometris dari bagian pencetakan logam memiliki efek langsung pada seberapa baik mereka cocok bersama dan seberapa baik kerjanya. Mesin pengukur koordinat standar (CMM) tidak terlalu pandai menemukan permukaan yang rumit, tetapi teknologi pemindaian 3D dapat menemukannya dengan cepat dan akurat tanpa menyentuhnya.
1. 3 D Pemindaian dengan cahaya terstruktur
Menggunakan - tinggi pemindai cahaya terstruktur presisi (seperti XTOM-5M) untuk mendapatkan data awan titik dari sudut yang berbeda, bandingkan dengan model CAD asli untuk membuat kromatogram, dan menunjukkan perbedaan ukuran secara visual. Pemindaian 3D pemasangan mesin mobil tertentu menunjukkan bahwa ketebalan dinding lokal 0,2mm terlalu tebal selama pemeriksaan. Tingkat kualifikasi dimensi naik dari 85% menjadi 98% dengan mengubah ketebalan lapisan pencetakan dan struktur pendukung.
2. Pengukuran dengan pelacak laser
Pelacak laser dapat menemukan akurasi dinamis dari bagian -bagian besar, seperti bingkai pesawat, dengan mengukur koordinat spasial bola target yang tercermin. Pelacak laser menemukan distorsi 0,3mm di bagian struktural pesawat ruang angkasa saat sedang dicetak. Distorsi disimpan dalam 0,1mm dengan menyesuaikan suhu substrat dan jalur pencetakan.
4, Evaluasi Kinerja Mekanik: Memeriksa Kinerja dari Lab ke Lingkungan Layanan
Pengujian standar harus digunakan untuk memeriksa kualitas mekanis dari bagian pencetakan logam, seperti kekuatan tarik, umur kelelahan, dan dampak ketangguhan. Pengujian dan pengujian dampak tarik masih merupakan cara umum untuk mengevaluasi hal -hal, tetapi dalam - teknologi pengujian situ memberi kita cara baru untuk melihat kinerja.
1. Tes untuk kekuatan tarik
Buat sampel standar yang memenuhi standar ASTM E8 dan uji kekuatan luluh, kekuatan tarik, dan perpanjangan. Tes tarik dari bagian cetak paduan aluminium tertentu menunjukkan bahwa ia dapat menangani 320MPA kekuatan tarik dan 18% perpanjangan, yang merupakan bagian struktural penerbangan yang dibutuhkan.
2. Tes kelelahan
Gunakan mesin pengujian kelelahan lentur rotasi untuk melihat berapa lama bagian bertahan ketika mereka berada di bawah beban yang berbeda. Tes stres bilah cetak paduan titanium menunjukkan bahwa batas kelelahannya adalah 450MPA, yang 10% lebih rendah dari batas untuk bilah palsu yang khas. Untuk membuat bahan lebih baik dalam menangani kelelahan, diperlukan untuk menghilangkan kelemahan internal dengan pengobatan hot isostatic pressing (HIP).
3. Teknologi untuk pengujian in situ
Pendekatan kombinasi SEM in - situ dapat melihat bagaimana retak dimulai dan menyebar secara real time saat bahan sedang diregangkan. Pengujian in situ nikel - Bagian cetak berbasis menunjukkan bahwa retakan cenderung dimulai di area yang tidak menyatu. Dengan baik - Menyetel pengaturan pencetakan, jumlah kesalahan yang tidak digunakan dipotong sebesar 80%, dan kehidupan kelelahan tiga kali lipat.
5, menggunakan teknologi deteksi dalam aplikasi fusi untuk membangun sistem kontrol loop tertutup - berkualitas
Pemeriksaan kualitas untuk bagian pencetakan logam perlu terjadi pada setiap langkah proses, dari desain hingga pencetakan hingga memposting - pemrosesan. Misalnya, rencana pengujian untuk ruang pembakaran dari mesin pesawat terbang tertentu adalah sebagai berikut:
Sebelum dicetak, gunakan penganalisa ukuran partikel bubuk (seperti Malvern Mastersizer 3000) untuk mengetahui distribusi ukuran partikel bubuk dan memastikan bahwa D50 adalah antara 45 dan 60 μ m.
Pencetakan: Menggunakan LUT untuk mengawasi keadaan kolam cair secara real time dan mengubah kekuatan laser untuk menghindari membuat porositas;
Mikro CT menemukan kelemahan internal, pemindaian 3D memeriksa akurasi geometris, dan pengujian tarik memeriksa karakteristik mekanis setelah dicetak.
Sebelum Layanan: Lakukan tes korosi dan uji ketahanan suhu {{0} {0 {0 {0 {0 {0