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X射线断层扫描技术,分析缺陷对性能影响

发布时间:2021-05-07 点击次数:723

X射线断层扫描技术作为一种具有独特的功能的无损检测技术,可以用来分析增材制造(AM)产品的缺陷。缺陷的类型包括气孔、表面粗糙不平、尺寸偏差等。其形成的原因由于样品的不同而有较大的差异。粉末性能、输送粉末时不均匀、制造过程中的变形、激光束变化时造成的工艺参数的偏离、光学部件和扫描系统的操作等均会造成未熔合气孔、冶金气孔、匙孔效应气孔的生成。


这些不同类型的气孔具有不同的类型尺寸、形状和3D空间分布,所有类型的缺陷均会对最终产品的机械性能造成影响。采用X射线断层扫描技术在零件进行机械性能测试前进行无损观察,可以有助于我们更好地理解气孔缺陷对部件机械性能的影响(也称之为缺陷的影响)。这些可以为我们提前辨别出有危害的部件提供了可能。由此为我们使用AM产品建立了更大的信心。本文则综述了当前AM技术对缺陷的影响,并对最近的相关工作做了总结。


x射线无损检测


增材制造技术,尤其是铺粉激光增材制造(LPBF),是一种发展非常迅速的制造技术,可以获得性能优异的制品、可以制造出的材料的种类比较广泛,尤其是可以制造形状复杂的零件和可以进行优化设计是其最大优点,是当今其他制造技术不能或不易实现的。AM技术在当今发展迅速和取得的应用成就为LPBF的应用打开了广阔的市场。由于AM技术更好的被人们所理解,其应用则在更多的工业场景中更好的得到了应用。个性化定制的人体植入骨如今就得到普遍应用。



航空航天和汽车工业中对LPBF的应用也非常感兴趣。打印时较高的分辨率且可直接制造的优点在牙科和珠宝工业中也得到了应用。而且,不同的工业部件、工具和传感器等均属于应用案例。LPBF尤其适合于原位合金化材料、金属基复合材料以及个性化定制的产品等。AM技术或3D打印属于同一范畴,只是不同的叫法而已。


作为一种全新的制造技术,可以实现目标产品的自由设计和制造,其机械性能、疲劳性能、声学性能,甚至于生物学性能还可以实现定制。AM技术还可以实现自我变形,即依据外部环境的变化而做出相应地改变,这就是人们常说的4D打印。


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