Как обнаружить брак в напечатанных на 3D-принтере деталях?

Металлические компоненты, напечатанные на 3D-принтерах, все чаще используются в сложной технике вроде автомобилей и даже самолетов. Даже небольшой дефект в деталях может стать причиной катастрофы с человеческими жертвами, поэтому производителям перед установкой необходимо тщательно проверять их структуру на целостность. Обычно для проверки внутренних полостей используется ультразвук, однако в случае с напечатанными деталями с этим возникают сложности, и детали необходимо замораживать в воде.

Дело в том, что 3D-принтеры наносят расплавленный металл слой за слоем, поэтому проверить детали на наличие дефектов можно только после полного их изготовления. С компонентами, выполненными из цельного куска металла, процесс происходит гораздо быстрее — трещины и другие повреждения можно выявить при помощи ультразвука, волны которого отскакивают от любой неровности.

Из-за послойного строения, 3D-печатные детали имеют много внешних неровностей, которые мешают ультразвуковым волнам обнаружить внутренние дефекты. Чтобы избежать этого, деталь необходимо погрузить в сосуд с материалом, со схожей с металлом плотностью. Таким образом, звуковые волны беспрепятственно проходят как через материал, так и через металл, отлично распознавая неровности внутри детали.

По мнению Франческо Симонетти, профессора аэрокосмической техники в Университете Цинциннати, материалом для облегчения сканирования деталей может послужить обычный лед. Важно, чтобы он не имел трещин и пузырьков воздуха — чтобы их не было, исследователь заморозил воду снизу вверх, пока она перемешивалась при помощи специального аппарата.

Как и предполагалось, плотности льда было достаточно, чтобы скрыть внешние неровности детали и допустить ультразвук до ее  внутренней полости. При этом считается, что свойства льда можно заметно улучшить, добавив в него наночастицы, увеличивающие вес и плотность.

Если вам интересны новости науки и технологий, обязательно подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Через него удобно следить за обновлениями сайта, а также читать эксклюзивные материалы.