Mikrotron カメラは科学者が積層造形のためのより良い品質管理方法を考案するのに役立ちます

ダルムシュタット工科大学の科学者たちは、積層造形技術であるレーザーベースの粉体層融合によって構築された金属部品の熱凝固特性を測定する高精度の方法を開発しました。

2023 年 5 月 12 日 - ドイツ、ウンターシュライスハイム - ダルムシュタット工科大学 (ドイツ、ダルムシュタット) の科学者たちは、積層造形技術であるレーザーベースの粉体層融合で構築された金属部品の熱凝固特性を測定する高精度の方法を開発しました。 このプロセスは、41,000 フレーム/秒 (fps) に設定された Mikrotron EoSens CL カメラで撮影されました。 カメラの並外れた能力のおかげで、科学者たちは、細孔、亀裂、化学的分離などの微細構造欠陥を検出するために、波長 950 nm の熱放射を監視することができました。 粉体層溶融は、航空、エネルギー、工具や金型の製造、医療技術などの分野で使用される複雑な工業用部品の構築に必要な幾何学的自由度を提供します。 部品が気相から液体、固相に移行する際に、層ごとに金属粒子が蓄積する様子をカメラで監視できます。 これまでの科学的研究は、部品の欠陥のみを推定する異常検出に焦点を当てており、粒子サイズなどの微細構造特性は無視されていたため、この新しいアプローチは、高品質で欠陥のない部品を製造する上ではるかに効果的です。 実験を行うために、科学者らは、100 μm のスポット サイズに集束された 1060 nm の波長を供給する 400 W シングルモード ファイバー レーザーを備えた市販の粉末床融合システムを利用しました。 ガスアトマイズされたステンレス鋼 316L 粉末が実験用に選択されました。 製造前に、粉末を電子顕微鏡 (SEM) 分析でスキャンして、11 ～ 54 μm の範囲の分布を決定しました。 Mikrotron EoSens CL カメラを備えたオンアクシス PlasmoEye イメージング システムは、層化プロセスを観察および記録し、950 nm の波長でプロセス ゾーンの熱放射を検出することができました。 41,000 fps を達成するために、Mikrotron カメラは 80 x 40 ピクセルの可変関心領域 (ROI) と 11.2 x 5.6 mm の空間解像度で構成されました。 溶融プール監視システムからの外部トリガー信号により、各画像にタイムスタンプが付けられました。 これにより、各画像を溶融プール監視システムからの位置データとマッピングできるようになりました。 Mikrotron カメラの使用により、品質検査がシームレス、非接触、非破壊で行われることを意味しました。 カメラの画像の評価は、メルトプールの検出と、特徴的な遷移を定義する強度等値線の特定に基づいていました。 将来的には、開発されたアプローチにより、機械学習ベースのプロセス適応のための固化のローカルデータが提供される可能性があります。 Mikrotron EoSens Camera Link カメラの詳細については、ここをクリックしてください。

Mikrotron GmbH は 1976 年に設立され、ドイツのミュンヘン郊外に位置し、産業、エンジニアリング、科学、スポーツなどの困難な用途に向けたハイエンドのイメージング ソリューションを幅広く提供しています。 同社は、高速かつ高解像度のカメラ、画像記録カメラとシステム、ソフトウェア、画像処理コンポーネントを設計、製造、商品化しています。 Mikrotron のスローモーション記録により、顧客は製造プロセスの最適化、製品設計の改善、品質管理の革新、動作の分析が可能になります。 マイクロトロンは ISO:9001 認証を取得しています。 Mikrotron は SVS-Vistek の傘下で運営されています。

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