Qualitätskontrolle von 3D-gedruckten Aerospace-Gitterstrukturen

Die Herausforderung

Metallische Gitterstrukturen, die durch Laser-Pulverbettfusion (LPBF) hergestellt werden, ermöglichen komplexe dreidimensionale Geometrien, die durch konventionelle Fertigung unmöglich zu erreichen sind—was sie unschätzbar wertvoll für Leichtbauanwendungen in Luft- und Raumfahrt sowie Automobil macht. Der LPBF-Prozess kann jedoch interne Defekte wie kleine Porositäten einführen, die die strukturelle Integrität beeinträchtigen. Diese Defekte sind bei visueller Inspektion unsichtbar, und CT-Scanning jedes Teils ist für Produktionsumgebungen unerschwinglich teuer und langsam. Hersteller benötigen eine praktische zerstörungsfreie Prüfmethode für hochwertige Gitterkomponenten.

Die Lösung

Diese Forschung validierte Impulsanregungsprüfungen als zerstörungsfreie Prüfmethode für LPBF-Gitterstrukturen. Die Studie untersuchte sowohl Gitter- als auch Massivproben aus der hochfesten Aluminiumlegierung A205, einschließlich Proben mit absichtlich an bekannten Stellen erzeugten Defekten.

Durch Vergleich der Resonanzfrequenzen zwischen fehlerfreien Referenzproben und potenziell fehlerhaften Teilen erkannte IET erfolgreich selektiv platzierte interne Defekte. Die durch interne Hohlräume und Porositäten verursachten Frequenzverschiebungen liefern klare Annahme-/Ablehnungskriterien ohne komplexe Signalinterpretation oder teure Ausrüstung.

Ergebnisse

Die Forschung zeigte, dass IET LPBF-Fertigungsdefekte in komplexen Gittergeometrien basierend auf Resonanzfrequenzunterschieden zuverlässig erkennt. Dies validiert Impulsanregung als praktische Qualitätskontrolllösung für AM-Produktionsumgebungen—schnell genug für 100% Inspektion hochwertiger Luft- und Raumfahrt- sowie Automobilgitterkomponenten, bei denen die Erkennung interner Defekte kritisch ist.