Moderator
Chụp cắt lớp vi tính đã trở thành một phương pháp thử nghiệm và phân tích đánh giá không phá hủy rất ưu việt trong số hóa cũng như kiểm tra khuyết tật của sản phẩm sau sản xuất. Ngoài ra đây cũng là phương pháp hữu hiệu nhằm phục vụ nghiêm cứu các quá trình hình thành vật liệu bằng công nghệ in 3D tiên tiến.
Hiện nay in 3D kim loại (hay còn gọi là gia công bồi đắp vật liệu - Additive Manufacturing) đang ngày càng được ứng dụng nhiều và tỏ ra ưu thế vượt trội trong sản xuất những chi tiết phức tạp và có đòi hỏi yêu cầu cao về cơ tính. Do tính chất của quá trình hình thành vật liệu và cấu trúc sản phẩm, chi tiết sau khi thiêu kết, đông nguội, bên trong cấu trúc vật liệu hình thành nhiều khuyết tật khác nhau làm ảnh hưởng không nhỏ đến cơ tính, đặc biệt là độ nhám và độ bền cơ học, trong số đó yếu tố độ xốp vật liệu và khuyết tật rỗ ảnh hưởng lớn nhất đến sản phẩm.
Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng
Bẩn chất của quá trình là sự nung nóng bằng laser, sau đó xảy ra quá trình đông cứng, nguội (phần nào tương tự như vật đúc) nên các khuyết tật là khó tránh khỏi, chúng phục thuộc vào các yếu tố như:
- Tính chất bột (vật liệu đầu vào): kích thước hạt, độ ẩm, mức oxi hóa, độ đồng nhất, vật liệu liên kết...
- Quá trình gia nhiệt: tốc độ quét laser, công suất nguồn, chiến lược quét
- Quá trình nguội
Hình ảnh bên dưới mô tả quá trình xảy ra khi thiêu kết bằng tia laser theo thời gian, quá trình nguội dẫn đến hình thành lỗ rỗ dưới bề mặt vật liệu
Nguyên lý
Bản chất quá trình kiểm tra là thu nhận hình ảnh sau khi scan vật, sau đó hậu xử lý bằng các quá trình chụp cắt lớp, đo lường kích thước hạt, kích thước lỗ để tính toán độ xộp cũng như xác định vị trí khác lỗ rỗ do khuyết tật. Ưu điểm của phương pháp này là hình ảnh thu được 3 chiều, không chỉ quan sát mà còn xác định đầy đủ và chính xác vị trí tương đối theo cả 3 phương x,y,z cũng như nghiên cứu quá trình hình thành khuyết tật, tính dị hướng của quá trình
HÌnh ảnh bên dưới mô tả một vật hình trụ, chế tạo bằng phương pháp LPBF sau đó được gia công cơ đến đường kình và chiều cao nhất định, các chế độ kiểm tra gồm: toàn phần, một phần, mặt cắt và cấu trúc kiên kết hạt. Độ xốp dễ dàng tính được khi biết đường kính lỗ rỗng và thể tích vật. Ngoài ra các mảng hiển thị màu giúp trực quan hóa khi đánh giá mức độ lỗ rỗng khác nhau trên toàn bộ chi tiết
Hình ảnh bên dưới phân tích rõ hơn về cấu trúc mạng tinh thể trong đó các vị trí khác nhau hiển thị bằng màu sắc về độ xốp của vật liệu, làm căn cứ đánh giá quá trình hình thành vật liệu, từ đó nghiên cứu đến ảnh hưởng về độ bền cơ học.
Nguồn: X-Ray Microcomputed Tomography in Additive Manufacturing:A Review of the Current Technology and Applications
Hiện nay in 3D kim loại (hay còn gọi là gia công bồi đắp vật liệu - Additive Manufacturing) đang ngày càng được ứng dụng nhiều và tỏ ra ưu thế vượt trội trong sản xuất những chi tiết phức tạp và có đòi hỏi yêu cầu cao về cơ tính. Do tính chất của quá trình hình thành vật liệu và cấu trúc sản phẩm, chi tiết sau khi thiêu kết, đông nguội, bên trong cấu trúc vật liệu hình thành nhiều khuyết tật khác nhau làm ảnh hưởng không nhỏ đến cơ tính, đặc biệt là độ nhám và độ bền cơ học, trong số đó yếu tố độ xốp vật liệu và khuyết tật rỗ ảnh hưởng lớn nhất đến sản phẩm.
Các yếu tố công nghệ ảnh hưởng
Bẩn chất của quá trình là sự nung nóng bằng laser, sau đó xảy ra quá trình đông cứng, nguội (phần nào tương tự như vật đúc) nên các khuyết tật là khó tránh khỏi, chúng phục thuộc vào các yếu tố như:
- Tính chất bột (vật liệu đầu vào): kích thước hạt, độ ẩm, mức oxi hóa, độ đồng nhất, vật liệu liên kết...
- Quá trình gia nhiệt: tốc độ quét laser, công suất nguồn, chiến lược quét
- Quá trình nguội
Hình ảnh bên dưới mô tả quá trình xảy ra khi thiêu kết bằng tia laser theo thời gian, quá trình nguội dẫn đến hình thành lỗ rỗ dưới bề mặt vật liệu
Nguyên lý
Bản chất quá trình kiểm tra là thu nhận hình ảnh sau khi scan vật, sau đó hậu xử lý bằng các quá trình chụp cắt lớp, đo lường kích thước hạt, kích thước lỗ để tính toán độ xộp cũng như xác định vị trí khác lỗ rỗ do khuyết tật. Ưu điểm của phương pháp này là hình ảnh thu được 3 chiều, không chỉ quan sát mà còn xác định đầy đủ và chính xác vị trí tương đối theo cả 3 phương x,y,z cũng như nghiên cứu quá trình hình thành khuyết tật, tính dị hướng của quá trình
HÌnh ảnh bên dưới mô tả một vật hình trụ, chế tạo bằng phương pháp LPBF sau đó được gia công cơ đến đường kình và chiều cao nhất định, các chế độ kiểm tra gồm: toàn phần, một phần, mặt cắt và cấu trúc kiên kết hạt. Độ xốp dễ dàng tính được khi biết đường kính lỗ rỗng và thể tích vật. Ngoài ra các mảng hiển thị màu giúp trực quan hóa khi đánh giá mức độ lỗ rỗng khác nhau trên toàn bộ chi tiết
Hình ảnh bên dưới phân tích rõ hơn về cấu trúc mạng tinh thể trong đó các vị trí khác nhau hiển thị bằng màu sắc về độ xốp của vật liệu, làm căn cứ đánh giá quá trình hình thành vật liệu, từ đó nghiên cứu đến ảnh hưởng về độ bền cơ học.
Nguồn: X-Ray Microcomputed Tomography in Additive Manufacturing:A Review of the Current Technology and Applications
