在金属增材制造中使用激光超声波进行高分辨率的三维特征和检测
Zhenlong Zhang1, Yifan Zhang1, Fei Gao2
1State Key Laboratory for Manufacture Systems Engineering, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China; International Joint Laboratory for Micro/nano Manufacturing and Measurement Technology, Xi'an Jiaotong University, Xi'an, China.
Ultrasonics
|August 22, 2025
概括
激光超声波有效地检测金属增材制造中的地下缺陷. 这种非接触式方法精确地定位和尺寸缺陷,使TI-6AL-4V等组件的质量控制成为可能.
科学领域:
- 材料科学
- 非破坏性测试
- 添加剂制造
背景情况:
- 金属增材制造 (MAM) 的采用在各个行业都在增长.
- 制造参数可能导致MAM组件的关键地层缺陷.
- 早期检测缺陷对于过程调整和组件完整性至关重要.
研究的目的:
- 采用激光超声波来离线检测增材制造样本中的地下缺陷.
- 使用先进的成像和定位方法来描述缺陷.
- 实现高精度的3D绘图和模拟地下缺陷的重建.
主要方法:
- 激光粉床聚变 (LPBF) 制造的TI-6AL-4V样本具有模拟的缺陷 (1毫米深的水平盲孔).
- 高分辨率平面成像缺陷的总聚焦方法 (TFM).
- 优化圆定位方法以准确深度识别缺陷定位和大小.
主要成果:
- 成功检测了模拟地下缺陷的微米水平盲孔.
- 使用TFM实现的高分辨率平面成像.
- 精确的缺陷定位和尺寸深度方向通过优化圆方法实现.
- 集成的TFM和圆定位使得精确的3D缺陷映射和重建成为可能.
结论:
- 激光超声波是一种强大的非接触式技术,用于增材制造组件的地下缺陷检测.
- TFM和优化的圆定位的结合提供了高精度的缺陷特征.
- 这种方法支持金属增材制造中的质量控制和流程优化.
