La caméra Mikrotron aide les scientifiques à concevoir une meilleure méthode de contrôle de la qualité pour la fabrication additive

Des scientifiques de l'Université technique de Darmstadt ont mis au point une méthode très précise pour déterminer les caractéristiques de solidification thermique des pièces métalliques construites par fusion sur lit de poudre au laser, une technique de fabrication additive.

12 mai 2023 - Unterschleißheim, Allemagne - Des scientifiques de l'Université technique de Darmstadt (Darmstadt, Allemagne) ont mis au point une méthode très précise pour déterminer les caractéristiques de solidification thermique des pièces métalliques construites avec la fusion sur lit de poudre au laser, une technique de fabrication additive. La capture du processus était une caméra Mikrotron EoSens CL réglée à 41 000 images par seconde (fps). Grâce aux capacités extraordinaires de la caméra, les scientifiques ont pu surveiller le rayonnement thermique dans la longueur d'onde de 950 nm pour la détection de défauts microstructuraux tels que les pores, les fissures et la séparation chimique. La fusion sur lit de poudre offre la liberté géométrique nécessaire pour construire des pièces industrielles complexes utilisées dans des secteurs tels que l'aviation, l'énergie, la fabrication d'outils et de moules et la technologie médicale. L'accumulation couche par couche de grains métalliques peut être surveillée par des caméras lorsque la pièce passe de la phase gazeuse à la phase liquide et à la phase solide. Les travaux scientifiques antérieurs se sont concentrés sur la détection d'anomalies qui n'estimaient que les défauts des pièces, négligeant les propriétés microstructurales telles que la taille des grains, rendant cette nouvelle approche beaucoup plus efficace pour produire des pièces de haute qualité et sans défaut. Pour mener leurs expériences, les scientifiques ont utilisé un système de fusion sur lit de poudre disponible dans le commerce équipé d'un laser à fibre monomode de 400 W délivrant une longueur d'onde de 1060 nm focalisée sur une taille de spot de 100 μm. La poudre d'acier inoxydable 316L atomisée au gaz a été choisie pour les expériences. Avant la production, la poudre a été scannée par analyse au microscope électronique (SEM) pour déterminer sa distribution, allant de 11 à 54 μm. Un système d'imagerie plasmoEye sur l'axe doté d'une caméra Mikrotron EoSens CL a observé et documenté le processus de stratification, et a pu détecter le rayonnement thermique de la zone de traitement dans une longueur d'onde de 950 nm. Pour atteindre 41 000 images par seconde, la caméra Mikrotron a été configurée avec une région d'intérêt variable (ROI) de 80 x 40 pixels avec une résolution spatiale de 11,2 sur 5,6 mm. Un signal de déclenchement externe provenant du système de surveillance du bain de fusion horodatait chaque image. Cela a permis la cartographie de chaque image avec les données de position du système de surveillance du bain de fonte. L'utilisation de la caméra Mikrotron signifiait que l'inspection de la qualité était transparente, sans contact et non destructive. L'évaluation des images de la caméra était basée sur la détection du bain de fusion et l'identification des isolignes d'intensité, qui définissent les transitions caractéristiques. À l'avenir, l'approche développée pourrait fournir des données locales de solidification pour l'adaptation de processus basée sur l'apprentissage automatique. Pour en savoir plus sur les caméras Mikrotron EoSens Camera Link, cliquez ici

Mikrotron GmbH, créée en 1976 et située juste à l'extérieur de Munich, en Allemagne, propose une gamme complète de solutions d'imagerie haut de gamme pour des applications exigeantes dans l'industrie, l'ingénierie, la science et le sport. L'entreprise conçoit, produit et commercialise des caméras haute vitesse et haute résolution, des caméras et des systèmes d'enregistrement d'images, des logiciels et des composants de traitement d'images. L'enregistrement au ralenti de Mikrotron permet aux clients d'optimiser les processus de fabrication, d'améliorer la conception des produits, de révolutionner la gestion de la qualité et d'analyser les mouvements. Mikrotron est certifié ISO:9001. Mikrotron est exploité sous l'égide de SVS-Vistek.

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