Влияние дефектов на механические свойства при аддитивном производстве металлов: обзор с упором на данные рентгеновской томографии

Рентгеновская томография зарекомендовала себя как исключительно мощный и неразрушающий инструмент для анализа дефектов при аддитивном производстве. Дефекты включают непреднамеренную пористость, шероховатые поверхности и отклонения от расчётного проекта, которые могут иметь разные корневые причины и существенно варьировать между образцами. Свойства порошкового материала, неравномерная подача порошкового слоя, деформация в процессе производства, отклонения от оптимальных параметров процесса, вызванные изменениями в пучке лазера, оптических компонентах и работе сканирующей системы, могут приводить к образованию несплавленных пор, металлургических пор, ключевых (keyhole) пор и другим типам пор. Указанные типы пор различаются типичными размерами, формами и 3D-распределением. Все типы дефектов влияют на механические свойства готовой детали. Применение рентгеновской томографии для визуализации пор в деталях неразрушающим способом перед механическими испытаниями позволило улучшить понимание влияния пористости на механические свойства детали (также обозначаемого как «эффект дефекта»). Это даёт возможность отличать критические дефекты от безвредных и тем самым повышать доверие к аддитивным технологиям. В статье даётся обзор современного уровня знаний о «эффекте дефекта» в аддитивном производстве металлов и приводятся релевантные примеры из нашей недавней работы.