在LPBF制造的合金中超声波评估微结构诱导的合效应
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
概括
超声波现在可以评估激光粉床融合 (LPBF) 部件的孔隙性,即使具有复杂的微观结构. 这种先进的技术准确地测量缺陷,确保添加剂制造的部件的安全性和完整性.
科学领域:
- 材料科学
- 非破坏性测试
- 添加剂制造
背景情况:
- 激光粉床聚变 (LPBF) 能够实现高性能元件,但由于制造不确定性而存在孔隙性.
- 在LPBF部分的孔隙和微观结构变化产生合效应,使缺陷评估复杂化.
- 传统的方法难以将复杂的AM材料中的多孔性与微观结构效应脱.
研究的目的:
- 开发一种超声波方法来评估LPBF组件的孔隙性,考虑合孔隙微结构效应.
- 引入一种新型的光谱共变参数,对孔隙和颗粒散射都敏感.
- 通过超声波测量实现关节脱和精确的孔隙性评估.
主要方法:
- 使用超声波检测材料缺陷.
- 使用不同频域的孔隙和粒径散射特征.
- 开发一个光谱协变参数,并将其与超声波减弱相结合.
- 用数值和实验数据训练深度神经网络 (DNN),以预测孔径.
主要成果:
- 与超声波衰减相比,光谱共变参数与孔隙性有不同的相关性.
- 提出的方法成功地将孔隙性与微观结构影响脱.
- 对于LPBF样本,DNN模型的绝对孔径误差小于0.3%.
- 这种技术有效地评估在合毛孔微结构效应的情况下的毛孔性.
结论:
- 超声波为LPBF零件的孔隙性评估提供了强大的方法.
- 光谱共变参数有助于区分孔散射和粒散射.
- 即使与孔微结构效应相结合,也可以实现精确的孔隙性评估.
- 这种方法提高了增材制造组件的结构完整性和安全性评估.
