LPBFで製造された合金における微細構造による合効果の超音波評価
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.
Ultrasonics
|September 2, 2025
まとめ
超音波の大量波は,複雑な微細構造であっても,レーザー粉床融合 (LPBF) 部品の多孔性を評価することができます. この高度な技術は 欠陥を正確に測定し 添加材料で製造された部品の安全性と完全性を保証します
科学分野:
- 材料科学
- 非破壊的試験
- アディティブ製造
背景:
- レーザー粉床融合 (LPBF) は高性能な部品を可能にしますが,製造の不確実性のために多孔性があります.
- LPBF部品の孔や微細構造の変化は,結合効果を生み出し,欠陥の評価を複雑にします.
- 伝統的な方法は,複雑なAM材料の微細構造効果から 毛細さを切り離すのに苦労します.
研究 の 目的:
- LPBFコンポーネントの毛細さを評価するための超音波方法を開発し,結合された毛細部-微細構造効果を考慮する.
- 孔と粒子の散乱に敏感な新しいスペクトル共振パラメータを導入する.
- ウルトラサウンド測定を用いて関節の分離と正確な毛細さの評価を可能にします.
主な方法:
- 材料の欠陥を検出するために超音波を使用します.
- 孔と粒子の分散の異なる周波数領域の特性を利用する.
- スペクトルの共変数パラメータを開発し,それを超音波減衰と組み合わせる.
- 多孔性の予測のための数値および実験データによる深層ニューラルネットワーク (DNN) の訓練.
主要な成果:
- スペクトルのコヴァリアンスのパラメータは,超音波減衰と比較して,多孔性との異なる相関を示しています.
- 提案された方法は,微細構造的な影響から,多孔性をうまく解き放つ.
- DNNモデルは,LPBFサンプルで0.3%未満の絶対孔性の誤差を達成した.
- このテクニックは,コップド・ポア・マイクロストラクチャー・エフェクトの存在において,多孔性を効果的に評価する.
結論:
- 超音波はLPBF部品の毛細さを評価するための堅固なアプローチを提供します.
- スペクトル共振パラメータは,孔散布と粒散布を区別するのに役立ちます.
- 毛穴の微細構造効果を組み合わせても,正確な毛穴の評価は可能である.
- この方法は,添加物で製造された部品の構造的整合性と安全性の評価を強化します.
