La fotocamera Mikrotron aiuta gli scienziati a ideare un metodo di controllo qualità migliore per la produzione additiva

Gli scienziati dell’Università Tecnica di Darmstadt hanno sviluppato un metodo estremamente accurato per determinare le caratteristiche di solidificazione termica delle parti metalliche costruite con fusione a letto di polvere basata su laser, una tecnica di produzione additiva.

12 maggio 2023 - Unterschleißheim, Germania - Gli scienziati dell'Università Tecnica di Darmstadt (Darmstadt, Germania) hanno sviluppato un metodo estremamente accurato per determinare le caratteristiche di solidificazione termica delle parti metalliche costruite con fusione a letto di polvere basata su laser, una tecnica di produzione additiva. Per catturare il processo è stata utilizzata una fotocamera Mikrotron EoSens CL impostata su 41.000 fotogrammi al secondo (fps). Grazie alle straordinarie capacità della fotocamera, gli scienziati sono stati in grado di monitorare la radiazione termica nella lunghezza d'onda di 950 nm per rilevare difetti microstrutturali come pori, crepe e separazioni chimiche. La fusione del letto di polvere offre la libertà geometrica necessaria per costruire parti industriali complesse utilizzate in settori quali l'aviazione, l'energia, la produzione di utensili e stampi e la tecnologia medica. L'accumulo strato per strato di grani metallici può essere monitorato da telecamere mentre la parte passa dalla fase gassosa a quella liquida e a quella solida. Precedenti lavori scientifici si concentravano sul rilevamento di anomalie che stimavano solo i difetti delle parti, trascurando le proprietà microstrutturali come la dimensione dei grani, rendendo questo nuovo approccio molto più efficace nella produzione di parti prive di difetti di alta qualità. Per condurre i loro esperimenti, gli scienziati hanno utilizzato un sistema di fusione a letto di polvere disponibile in commercio dotato di un laser a fibra monomodale da 400 W che fornisce una lunghezza d'onda di 1060 nm focalizzata su una dimensione del punto di 100 μm. Per gli esperimenti è stata scelta la polvere di acciaio inossidabile 316L atomizzata in gas. Prima della produzione, la polvere è stata scansionata mediante analisi al microscopio elettronico (SEM) per determinarne la distribuzione, compresa tra 11 e 54 μm. Un sistema di imaging plasmoEye in asse dotato di telecamera Mikrotron EoSens CL ha osservato e documentato il processo di stratificazione ed è stato in grado di rilevare la radiazione termica della zona di processo in una lunghezza d'onda di 950 nm. Per raggiungere 41.000 fps, la fotocamera Mikrotron è stata configurata con una regione di interesse (ROI) variabile di 80 x 40 pixel con una risoluzione spaziale di 11,2 x 5,6 mm. Un segnale di trigger esterno proveniente dal sistema di monitoraggio del bagno di fusione ha contrassegnato l'ora di ciascuna immagine. Ciò ha consentito la mappatura di ciascuna immagine con i dati di posizione provenienti dal sistema di monitoraggio del bacino di fusione. L'uso della telecamera Mikrotron ha consentito di effettuare un'ispezione di qualità senza interruzioni, senza contatto e non distruttiva. La valutazione delle immagini della telecamera si è basata sul rilevamento del pool di fusione e sull'identificazione delle isolinee di intensità, che definiscono le transizioni caratteristiche. In futuro, l’approccio sviluppato potrebbe fornire dati locali di solidificazione per l’adattamento dei processi basati sull’apprendimento automatico. Per saperne di più sulle telecamere Mikrotron EoSens Camera Link, fare clic qui

Mikrotron GmbH, fondata nel 1976 e situata appena fuori Monaco, in Germania, offre una gamma completa di soluzioni di imaging di fascia alta per applicazioni impegnative nell'industria, nell'ingegneria, nella scienza e nello sport. L'azienda progetta, produce e commercializza fotocamere ad alta velocità e ad alta risoluzione, fotocamere e sistemi di registrazione di immagini, software e componenti di elaborazione delle immagini. La registrazione al rallentatore di Mikrotron consente ai clienti di ottimizzare i processi di produzione, migliorare la progettazione dei prodotti, rivoluzionare la gestione della qualità e analizzare il movimento. Mikrotron è certificata ISO:9001. Mikrotron è gestita sotto l'egida di SVS-Vistek.

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