基于可变时间窗口强度映射的激光超声波检测LAM组件的缺陷,具有自适应的2σ值

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 非破坏性测试 不破坏性测试
• 添加剂制造 添加剂制造 添加剂制造

背景情况:

• 由于复杂的热力学过程,金属激光增材制造 (LAM) 中的金缺陷很常见.
• 有效地检测表面和近表面缺陷对于确保LAM部件的质量和可靠性至关重要.
• 现有的检测方法可能会与LAM组件固有的表面粗性作斗争.

研究的目的:

• 设计和验证激光超声波系统,以检测层次LAM过程中的表面/近表面缺陷.
• 开发一种先进的超声波成像方法,用于缺陷表征.
• 建立一个可靠的方法在线缺陷监测在增材制造.

主要方法:

• 一个激光超声波系统被设计用于脉冲激光照射和超声波检测.
• 超声波成像使用可变时间窗口强度映射进行.
• 基于高斯混合模型和预期最大化,用于降低噪音和差异化缺陷的适应性2σ值消噪.
• 该系统在具有不同表面粗度的LAM样本上进行了测试.

主要成果:

• 激光超声波系统成功检测到表面和接近表面的缺陷.
• 在缺陷边界的超声波反射被用来描述缺陷的大小和位置.
• 适应性无雾化方法有效地将缺陷与背景噪声区分开来,适应高达37.5微米的表面粗度.
• 只有直径和深度0.5毫米的缺陷是可以检测到的.

结论:

• 拟议的激光超声波系统和成像方法为在线检测金属激光增材制造中的金缺陷提供了可行的解决方案.
• 适应性无雾化技术提高了检测准确性和可靠性,即使在粗的表面.
• 这种方法在改善质量控制和减少增材制造过程中的故障方面具有重大潜力.