ORNL совершенствует дефектоскопию при 3D-печати металлом

Исследователи из Национальной лаборатории Ок-Ридж (ORNL) усовершенствовали процесс обнаружения дефектов при лазерной 3D-печати методом наплавления в порошковом слое, повысив уверенность в металлических деталях, изготовленных с помощью этого метода. Это усовершенствование решает проблемы, с которыми сталкиваются такие отрасли, как аэрокосмическая, оборонная и энергетическая отрасли, при внедрении этой технологии из-за трудностей при проверке печатных деталей на наличие глубоких дефектов.

Исследователь ORNL Закари Сноу анализирует данные, собранные в ходе экспериментов. ( Изображение предоставлено: Карлос Джонс/ORNL, Министерство энергетики США) <п>Новый подход ORNL объединяет данные проверки после сборки с данными датчиков в реальном времени, собранными во время печати. Эти объединенные данные обучают алгоритм машинного обучения выявлять недостатки. Этот метод последовательно выявляет дефекты размером примерно полмиллиметра с вероятностью успеха 90%. Такая дефектоскопия в процессе производства соответствует надежности традиционных, более трудоемких методов.

Лазерная сварка порошкового слоя, распространенная технология 3D-печати металла, основана на использовании высокоэнергетического лазера для плавления металлического порошка слой за слоем, создавая желаемый объект. Хотя дефекты в материалах прогнозируются, метод ORNL предлагает более количественный подход к обнаружению дефектов в 3D-печати, устраняя главное препятствие в отрасли.

В исследовании, проведенном в сотрудничестве с аэрокосмической и оборонной компанией RTX, использовались компьютерная томография и камеры ближнего инфракрасного диапазона для мониторинга процесса печати, предоставляя важные данные для алгоритма машинного обучения. Со временем, при постоянном обучении, точность алгоритма улучшается, сокращая участие человека в проверке.

Этот прорыв под руководством ORNL имеет потенциал для массового производства, позволяя создавать более разнообразные 3D-печатные детали и обеспечивать контроль качества. Поскольку в отрасли наблюдается тенденция к увеличению размеров печати и более высокой скорости, этот метод может решить проблемы контроля более крупных и сложных деталей.

<стр>Подробнее о проекте можно прочитать в исследовательской статье «Масштабируемая на месте неразрушающая оценка компонентов, изготовленных аддитивным способом, с использованием мониторинга процесса, слияния датчиков и машинного обучения», в журнале «Аддитивное производство», по этой ссылке.