24 czerwca 2024

 

Coraz powszechniejsze, zarówno w produkcji gotowych wyrobów, jak i części zamiennych, staje się wytwarzanie przyrostowe wykorzystujące proszki metali. Niestety obarczone jest ono ryzykiem wystąpienia pewnych defektów, wykluczających zastosowanie tej technologii tam, gdzie wymagana jest jak najwyższa wytrzymałość elementu. Powszechnie stosowana jest laserowa fuzja proszkowa LPBF. Elementy powstające z jej zastosowaniem zwykle są nieco porowate, a w związku z tym wrażliwe na zjawiska zmęczeniowe.

Tao Sun i Zhongshu Ren z uniwersytetu Virginia opracowali metodę, która pozwala nie tylko wykryć defekty, lecz dokładnie określić moment, w którym one powstały. Zintegrowano synchrotronowe obrazowanie rentgenowskie, zwane operando, z obrazowaniem w bliskiej podczerwieni, wzbogacając to wszystko o uczenie maszynowe. Reakcja systemu trwa poniżej milisekundy, a dane są pewne w 100%. Powstające pory i tzw. depresje parowe są funkcją mocy i prędkości lasera oraz poziomu zdolności użytych materiałów do pochłaniania energii.

Opracowana metoda pozwala na wytwarzanie przyrostowe struktur pozbawionych dotychczasowych wad. Może znaleźć zastosowanie w przemyśle lotniczym i kosmicznym, np. przy budowie skrzydeł, wysokowytrzymałych elementów gondoli silników itp. Ponadto wszędzie tam, gdzie wytwarza się elementy strukturalne jednostkowo.

engineering.virginia.edu