|
DOI: 10.14489/td.2024.09.pp.036-045
Лобастов М. М., Кузиванов Д. О., Кинжагулов И. Ю., Коняшова К. А.
АКУСТИКО-ЭМИССИОННЫЙ КОНТРОЛЬ ДЕФЕКТООБРАЗОВАНИЯ В ПРОЦЕССЕ АДДИТИВНОГО ПРОИЗВОДСТВА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ИЗДЕЛИЙ
(с. 36-45)
Аннотация. Представлены результаты экспериментальной оценки применимости метода акустической эмиссии для контроля дефектообразования в процессе прямого лазерного выращивания металлических изделий. Приведены акустико-эмиссионные образы формирования образцов из жаропрочного сплава ЭП 648 методом прямого лазерного выращивания при различных технологических режимах. По результатам анализа параметров сигналов акустической эмиссии сформированы их характерные паттерны распределения при выращивании бездефектных образцов и образцов с дефектами типа трещин.
Ключевые слова: акустическая эмиссия, аддитивное производство, металлические изделия, прямое лазерное выращивание, дефекто-образование, неразрушающий контроль.
Lobastov М. М., Kuzivanov D. O., Kinzhagulov I. Yu., Konyashova K. A.
ACOUSTIC EMISSION MONITORING OF DEFECT FORMATION DURING ADDITIVE MANUFACTURING OF METAL PRODUCTS
(pp. 36-45)
Abstract. The paper presents the results of formation of acoustic emission (AE) signatures of processes occurring during direct laser melting. As part of the experimental study, samples of the powder alloy Inconel (EP648) was melting at different conditions with simultaneous registration of acoustic emission signals. Based on analysis of the parameters of registered signals, their characteristic distribution signatures were formed for defect-free and defective samples during direct laser melting. The paper provides a detailed analysis of informative parameters of AE signals with choice of their optimal set with maximum sensitivity to changes in laser radiation power. The relevance of using the AE method for non-destructive testing at the process of defect laser melting for identifying the process of growing blanks of products using additive manufacturing is substantiated. It is established that the AE signature of the recorded signals for samples with transverse hot cracks differs significantly from the signatures of defect-free samples for the entire set of informative parameters of AE signals used.
Keywords: acoustic emission, additive technologies, metal products, direct laser melting, in-process control, non-destructive testing.
М. М. Лобастов (ФГБОУ ВО «МИРЭА – Российский технологический университет», Химки, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
Д. О. Кузиванов (ФГАО ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО», Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
И. Ю. Кинжагулов (ФГАО ВО «Национальный исследовательский университет ИТМО», ООО «НТЦ «Эталон», Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
К. А. Коняшова (ООО «НТЦ «Эталон», Санкт-Петербург, Россия) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
М. М. Lobastov (Federal State Budget Educational Institution of Higher Education “MIREA – Russian Technological University”, Moscow Region, Khimki, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
D. O. Kuzivanov (ITMO University, Saint Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
I. Yu. Kinzhagulov (ITMO University, Saint Petersburg, Russia, Limited Liability Company “STC “Etalon”, Saint Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
K. A. Konyashova (Limited Liability Company “STC “Etalon”, Saint Petersburg, Russia) E-mail:
Данный адрес e-mail защищен от спам-ботов, Вам необходимо включить Javascript для его просмотра.
1. Horn T. J., Harrysson O. L. Overview of Current Additive Manufacturing Technologies and Selected Applications // Sci. Prog. 2012. V. 95, Pt 3. P. 255 ‒ 282.
2. Королев В. А., Сидоров А. В., Михайлов И. Ю. и др. Разработка технологии прямого лазерного выращивания крупногабаритных изделий атомной энергетики // Перспективные материалы. 2023. № 5. С. 46 ‒ 55.
3. Turichin G. A., Klimova O. G., Zemlyakov E. V., et al. Technological Aspects of High Speed Direct Laser Deposition Based on Heterophase Powder Metallurgy // Physics Procedia. 2015. No. 78. P. 397 ‒ 406.
4. Kouprianoff D., Yadroitsava I., Plessis A., et al. Monitoring of Laser Powder Bed Fusion by Acoustic Emission: Investigation of Single Tracks and Layers // Frontiers in Mechanical Engineering. 2021. V. 7. P. 1 ‒ 17.
5. Eschner N., Weiser L., Häfner B., Lanza G. Development of an Acoustic Process Monitoring System for Selective Laser Melting (SLM) // Solid Freeform Fabrication 2018: Proceedings of the 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium – An Additive Manufacturing Conference. Austin, TX, USA, 13–15 Aug. Austin, 2018. P. 13 – 15.
6. Khairallah S. A., Sun T., Simonds B. J. Onset of Periodic Oscillations as a Precursor of a Transition to Pore-Generating Turbulence in Laser Melting // Additive Manufacturing Letters. 2021. V. 1. Article number 100002.
7. Серьезнов А. Н., Степанова Л. Н., Кабанов С. И. Акустико-эмиссионная система для регистрации непрерывных и дискретных сигналов // Датчики и системы. 2010. № 8. С. 55 ‒ 59.
8. Обзор установки прямого лазерного выращивания «ИЛИСТ-L»: [Электронный ресурс]. URL: https://top3 dshop.ru/blog/ustanovka-lazernogo-vyraschivanija-ilist-l-review.html (Дата обращения: 05.02.2024).
9. Серьезнов А. Н., Степанова Л. Н., Кабанов С. И., Рамазанов И. С. Акустико-эмиссионный контроль дефектов сварки. Новосибирск: Наука, 2018. 272 с.
10. Shevchik S. A., Kenel C., Leinenbach C., Wasmer K. Acoustic Emission for in Situ Quality Monitoring in Additive Manufacturing Using Spectral Convolutional Neural Networks // Additive Manufacturing. 2018. V. 21. P. 598 ‒ 604.
11. Степанова Л. Н., Чернова В. В., Рамазанов И. С. Методика локации сигналов акустической эмиссии при статических испытаниях образцов из углепластика // Дефектоскопия. 2015. № 4. С. 53 – 62.
12. ГОСТ Р ИСО 12716‒2009. Национальный стандарт Российской Федерации. Контроль неразрушающий. Акустическая эмиссия. Словарь. М.: Стандартинформ, 2011. 12 с.
1. Horn T. J., Harrysson O. L. (2012). Overview of Current Additive Manufacturing Technologies and Selected Applications. Science Progress, 95, part 3, 255 ‒ 282.
2. Korolev V. A., Sidorov A. V., Mihaylov I. Yu. et al. (2023). Development of technology for direct laser growth of large-sized nuclear power products. Perspektivnye materialy, (5), 46 ‒ 55. [in Russian language]
3. Turichin G. A., Klimova O. G., Zemlyakov E. V. et al. (2015). Technological Aspects of High Speed Direct Laser Deposition Based on Heterophase Powder Metallurgy. Physics Procedia, 78, 397 ‒ 406.
4. Kouprianoff D., Yadroitsava I., Plessis A. et al. (2021). Monitoring of Laser Powder Bed Fusion by Acoustic Emission: Investigation of Single Tracks and Layers. Frontiers in Mechanical Engineering, 7, 1 ‒ 17.
5. Eschner N., Weiser L., Häfner B., Lanza G. (2018). Development of an Acoustic Process Monitoring System for Selective Laser Melting (SLM). Solid Freeform Fabrication 2018: Proceedings of the 29th Annual International Solid Freeform Fabrication Symposium – An Additive Manufacturing Conference, 13 – 15. Austin.
6. Khairallah S. A., Sun T., Simonds B. J. (2021). Onset of Periodic Oscillations as a Precursor of a Transition to Pore-Generating Turbulence in Laser Melting. Additive Manufacturing Letters, 1, article no. 100002.
7. Ser'eznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I. (2010). Acoustic emission system for recording continuous and discrete signals. Datchiki i sistemy, (8), 55 ‒ 59. [in Russian language]
8. Review of the direct laser growing installation "ILIST-L". Retrieved from https://top3dshop.ru/blog/ustanovka-lazernogo-vyraschivanija-ilist-l-review.html (Accessed: 05.02.2024). [in Russian language]
9. Ser'eznov A. N., Stepanova L. N., Kabanov S. I., Ramazanov I. S. (2018). Acoustic emission testing of welding defects. Novosibirsk: Nauka. [in Russian language]
10. Shevchik S. A., Kenel C., Leinenbach C., Wasmer K. (2018). Acoustic Emission for in Situ Quality Monitoring in Additive Manufacturing Using Spectral Convolutional Neural Networks. Additive Manufacturing, 21, 598 ‒ 604.
11. Stepanova L. N., Chernova V. V., Ramazanov I. S. (2015). Methodology for locating acoustic emission signals during static testing of carbon fiber samples. Defektoskopiya, (4), 53 – 62. [in Russian language]
12. National standard of the Russian Federation. Non-destructive testing. Acoustic emissions. Dictionary. (2011). National standard No. GOST R ISO 12716‒2009. Moscow: Standartinform. [in Russian language]
Статью можно приобрести в электронном виде (PDF формат).
Стоимость статьи 500 руб. (в том числе НДС 20%). После оформления заказа, в течение нескольких дней, на указанный вами e-mail придут счет и квитанция для оплаты в банке.
После поступления денег на счет издательства, вам будет выслан электронный вариант статьи.
Для заказа скопируйте doi статьи:
10.14489/td.2024.09.pp.036-045
и заполните форму
Отправляя форму вы даете согласие на обработку персональных данных.
.
This article is available in electronic format (PDF).
The cost of a single article is 500 rubles. (including VAT 20%). After you place an order within a few days, you will receive following documents to your specified e-mail: account on payment and receipt to pay in the bank.
After depositing your payment on our bank account we send you file of the article by e-mail.
To order articles please copy the article doi:
10.14489/td.2024.09.pp.036-045
and fill out the form
.
|
Архив номеров
">
Разработка концепции и создание сайта - ООО «Издательский дом «СПЕКТР»