Surveillance du procédé pour une qualité constante des pièces AM

Le défi

La qualification de pièces métalliques AM de forme complexe et de finition brute nécessite des méthodes de contrôle non destructif volumétrique. La tomographie par rayons X (XCT) est actuellement privilégiée mais exige une expertise technique, des coûts d’équipement élevés et présente des limitations sur la taille et la densité des pièces. À mesure que la FA métallique passe du prototypage à la production, les fabricants ont besoin de méthodes plus rapides et plus accessibles pour vérifier que les paramètres de procédé restent dans les spécifications—non seulement pour détecter les défauts, mais pour assurer la constance entre les séries de production.

La solution

Cette recherche a démontré que la spectroscopie ultrasonore par résonance peut distinguer les pièces métalliques fabriquées avec différents paramètres de procédé, pas seulement trier les pièces défectueuses des pièces conformes. Onze lots de pièces ont été fabriqués par fusion laser sur lit de poudre métallique avec des épaisseurs de paroi, puissances laser, vitesses de balayage et stratégies de balayage variées. Les pièces ont été testées par analyse des fréquences de résonance et évaluées avec des méthodes statistiques Z-score.

Les réponses de résonance ont clairement distingué les pièces fabriquées avec différents paramètres de procédé, permettant la classification par paramètres de fabrication. Cette approche comparative—analysant les spectres de fréquence par rapport à des échantillons de référence de la même famille de pièces—fournit une méthode pratique de contrôle statistique des procédés en production AM.

Résultats

La recherche a prouvé que les méthodes par fréquence de résonance peuvent classer les pièces AM selon leurs paramètres de procédé, fournissant aux fabricants un outil pratique pour deux fonctions critiques : identifier les pièces défectueuses et configurer les paramètres machine pour obtenir les propriétés matériaux souhaitées. Cela permet un contrôle qualité pratique pour les environnements de production AM où le scan CT de chaque pièce est impossible.