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Updated: Sep 9, 2025
Experiments on Ultrasonic Lubrication Using a Piezoelectrically-assisted Tribometer and Optical Profilometer
Published on: September 28, 2015
Evaluación ultrasónica de la porosidad bajo efectos de acoplamiento inducidos por microestructuras en aleaciones
Junfei Tai1, Xuanrong Ji2, Zheng Fan1
1School of Mechanical and Aerospace Engineering, Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore, 639798, Singapore; Singapore Centre for 3D Printing (SC3DP), Nanyang Technological University, 50 Nanyang Avenue, Singapore, 639798, Singapore.
Las ondas masivas ultrasónicas ahora pueden evaluar la porosidad en piezas de fusión de lecho de polvo láser (LPBF), incluso con microestructuras complejas. Esta técnica avanzada mide con precisión los defectos, garantizando la seguridad y la integridad de los componentes fabricados con aditivos.
Área de la Ciencia:
- Ciencias de los materiales
- Pruebas no destructivas
- Fabricación aditiva
Sus antecedentes:
- La fusión en lecho de polvo láser (LPBF) permite componentes de alto rendimiento, pero sufre de porosidad debido a las incertidumbres de fabricación.
- Los poros y las variaciones microstruturales en las piezas LPBF crean efectos acoplados, lo que complica la evaluación del defecto.
- Los métodos tradicionales luchan por desacoplar la porosidad de los efectos de la microestructura en materiales complejos de AM.
Objetivo del estudio:
- Desarrollar un método ultrasónico para evaluar la porosidad en los componentes LPBF teniendo en cuenta los efectos acoplados de la microestructura de los poros.
- Introducir un nuevo parámetro de covarianza espectral sensible tanto a la dispersión porosa como a la de los granos.
- Para permitir el desacoplamiento de las articulaciones y una evaluación precisa de la porosidad mediante mediciones ultrasónicas.
Principales métodos:
- El uso de ondas de ultrasonido para detectar defectos en el material.
- Utilizando características de dominio de frecuencia distintas de dispersión de poros y granos.
- Desarrollo de un parámetro de covarianza espectral y su combinación con atenuación ultrasónica.
- Entrenamiento de una red neuronal profunda (DNN) con datos numéricos y experimentales para la predicción de la porosidad.
Principales resultados:
- El parámetro de covarianza espectral muestra una correlación diferente con la porosidad en comparación con la atenuación ultrasónica.
- El método propuesto desacopla con éxito la porosidad de las influencias microestructurales.
- Un modelo DNN logró un error de porosidad absoluta de menos del 0,3% para las muestras LPBF.
- La técnica evalúa efectivamente la porosidad en presencia de efectos acoplados de microestructura de los poros.
Conclusiones:
- Las ondas masivas ultrasónicas ofrecen un enfoque robusto para la evaluación de la porosidad en piezas LPBF.
- El parámetro de covarianza espectral ayuda a distinguir la dispersión porosa de la dispersión de granos.
- La evaluación precisa de la porosidad es posible incluso con efectos acoplados de microestructura porosa.
- Este método mejora la evaluación de la integridad estructural y la seguridad de los componentes fabricados con aditivos.
