Bagaimana untuk menjalankan pemeriksaan kualiti selepas percetakan 3D logam?

一, Teknologi ujian tidak-yang merosakkan: melihat perkara dari luar untuk mencari kelemahan dalaman
Cara utama untuk menyemak kualiti pencetakan 3D logam ialah dengan-ujian tidak merosakkan (NDT), yang boleh mencari kelemahan dalaman tanpa menjejaskan struktur item. Berdasarkan prinsip pengesanan yang berbeza, teknologi yang paling biasa boleh dibahagikan kepada empat kumpulan:
1. Micro CT, atau tomografi pengiraan industri
Micro CT menggunakan X-ray untuk melalui bahagian dan mendapatkan data dari pelbagai sudut. Selepas dibina semula oleh komputer, ia mencipta imej tomografi tiga-dimensi yang boleh menemui kecacatan dengan resolusi mikrometer. Sistem CT Mikro dengan sumber sinar X-450kV boleh menemui liang dengan diameter 0.02mm di dalam kepala silinder aloi aluminium dan mengukur perkara seperti keliangan dan panjang retak. Faedah utamanya ialah:
Pemeriksaan dimensi penuh: boleh menemui kedua-dua kecacatan dalaman (seperti retak dan liang) dan penyimpangan geometri luaran (seperti ketebalan dinding dan ubah bentuk) pada bahagian pada masa yang sama.
Kuantifikasi dengan ketepatan tinggi: Teknologi pembinaan semula 3D boleh menganggarkan saiz, lokasi dan kepadatan pengedaran kecacatan dengan betul.
Operasi tanpa-kenalan: Jangan merosakkan bahagian ketepatan sekali lagi.
2. Ujian radiografi (RT)
Menurut standard GB/T 35351 untuk "Ujian Tidak Memusnahkan Bahan Logam - Ujian Radiografik", ujian radiografi mencari kelemahan dalaman dengan melihat perubahan dalam cara sinaran X-atau sinar gamma melalui bahagian. Contohnya, semasa memeriksa bilah penerbangan aloi titanium, ujian radiografi boleh menemui masalah bukan gabungan-interlayer dan mengukur sensitiviti pengesanan menggunakan penunjuk kualiti imej (IQI). Ia mempunyai beberapa masalah, seperti:
Had keupayaan penembusan:-Bahan berketumpatan tinggi, seperti aloi tungsten, memerlukan-sumber sinaran tenaga yang tinggi;
Had pengimejan dua-dimensi: Unjuran bertindih boleh menyembunyikan masalah pada bahagian struktur yang rumit.
3. Pengujian menggunakan gelombang bunyi (UT)
Ujian ultrasonik menggunakan cara-gelombang bunyi frekuensi tinggi melantun dan bergerak melalui bahagian untuk mencari-kepincangan permukaan yang hampir seperti retak dan kemasukan. Contohnya, teknologi ultrasonik tatasusunan berperingkat (PAUT) boleh mencari dengan pantas dan mengambil gambar kecacatan dalam acuan keluli tahan karat 316L menggunakan kuar berbilang-elemen. Beberapa sifatnya ialah:
Sangat sensitif: boleh menemui retak sekecil beberapa mikron;
Kebergantungan arah: Sudut probe perlu ditetapkan tepat untuk geometri bahagian tersebut.
4. Menguji dengan Ultrasonik Laser (LUT)
LUT menggunakan denyutan laser untuk membuat gelombang tekanan bergerak pada permukaan bahagian dan mencari kelemahan dengan melihat bagaimana gelombang bunyi bergerak melaluinya. Pasukan Universiti Teknologi Nanyang membina sistem ultrasonik laser yang boleh mencari keretakan pada bahagian aloi titanium dalam masa 15 minit dengan resolusi 0.1mm. Kaedah ini bagus untuk mencari bahagian melengkung yang sukar dalam talian.
2, Memeriksa kualiti permukaan, dari struktur mikro kepada bentuk makroskopik
Kualiti permukaan produk bercetak 3D logam mempunyai kesan langsung pada tempoh ia bertahan dan sejauh mana ia tahan kakisan. Dimensi berikut hendaklah diperiksa semasa pemeriksaan permukaan:
1. Mengukur kekasaran permukaan
Untuk mencari sisihan min aritmetik (Ra) bagi profil permukaan bahagian, gunakan meter kekasaran permukaan seperti siri MarSurf. Sebagai contoh, nilai Ra permukaan bahagian aloi titanium Ti6Al4V yang dibuat dengan kaedah SLM biasanya antara 6 dan 10 μm. Untuk memenuhi piawaian penerbangan, nilai ini perlu diturunkan kepada kurang daripada 0.8 μm menggunakan penggilap elektrolitik.
2. Analisis struktur mikro
Gunakan mikroskop elektron pengimbasan (SEM) untuk melihat struktur butiran bahagian, komposisi fasa dan morfologi kecacatan. Penekanan isostatik panas (HIP) boleh mengubah bentuk objek aloi aluminium, dan foto SEM boleh menunjukkannya.
3. Menguji solek kimia
Untuk mengetahui bahan kimia yang terkandung dalam kepingan, gunakan spektrometer pendarfluor sinar-X (XRF) atau spektrometer jisim plasma (ICP-MS) yang digandingkan secara induktif. Contohnya, menyemak sisihan kandungan Cr, Co, W dan elemen lain dalam aloi suhu tinggi-berasaskan nikel-yang telah dicetak 3D untuk memastikan ia memenuhi standard ASTM F3001.
3, Menguji prestasi mekanikal: memeriksa berapa banyak bahagian berat boleh tahan
Adalah penting untuk mengesahkan kualiti mekanikal objek bercetak 3D logam untuk memastikan ia adalah setanding:
1. Uji kekuatan tegangan
Piawaian GB/T 228.1 mengatakan menggunakan mesin ujian universal untuk memeriksa kekuatan tegangan (Rm), kekuatan hasil (Rp0.2) dan pemanjangan bahagian (A). Sebagai contoh, bahagian keluli tahan karat Rm 17-4PH yang dibuat dengan kaedah SLM mestilah 1000MPa atau lebih tinggi.
2. Ujian untuk keletihan
Gunakan mesin ujian kelesuan lentur berputar, seperti mesin ujian R-R, untuk melihat berapa lama bahagian bertahan apabila ia mengalami tekanan kitaran. Sebagai contoh, pengikat penerbangan perlu melalui 10 kitaran ujian beban, dan kadar perambatan retak perlu kurang daripada 1 × 10⁻⁶ mm/kitaran.
3. Menguji kekerasan
Anda boleh menggunakan penguji kekerasan (HV) Vickers atau penguji kekerasan Rockwell (HRC) untuk mengetahui betapa kerasnya permukaan item. Sebagai contoh, bilah turbin memerlukan kepingan yang diperbuat daripada Inconel 718 yang mempunyai nilai HV 450–500 apabila dicetak dengan teknologi DMLS.
4, Amalan Industri: Trend dalam Standardisasi dan Perisikan
1. Membina sistem standard kebangsaan
Tiga piawaian kebangsaan untuk pencetakan 3D (GB/T 35351-2025, GB/T 45675-2025 dan GB/T 45667-2025) yang berkuat kuasa pada September 2025 memberikan industri satu cara untuk menilai kualiti. Sebagai contoh, GB/T 45675 menyatakan cara menilai kekasaran permukaan bahagian SLM dan memerlukan ralat kebolehulangan pengesanan nilai Ra adalah Kurang daripada atau sama dengan 5%.
2. Penggunaan teknologi pengesanan pintar
Penggunaan pembelajaran mesin dan kecerdasan buatan menjadikan pengesanan lebih cekap. Sebagai contoh, Universiti Teknologi Nanyang mencipta sistem analisis orientasi kristal berasaskan pengimejan optik-yang boleh menyelesaikan penilaian struktur mikro bahagian aloi titanium dalam masa 15 minit sahaja dan hanya menelan kos 1/10 daripada kaedah SEM.
3. Kawalan kualiti untuk keseluruhan proses
Syarikat terkemuka telah menyediakan sistem-gelung tertutup untuk "maklum balas ujian percetakan reka bentuk." Contohnya, GE Aviation telah menambahkan sistem pemantauan in{2}}pada peralatan SLMnya. Ini membolehkan mereka menukar keamatan laser dan kelajuan pengimbasan dalam masa nyata, yang telah menurunkan kadar kegagalan komponen daripada 8% kepada kurang daripada 0.5%.