Технология лазерно-ультразвуковой структуроскопии поможет следить за качеством 3D-печатных изделий

Исследовательская группа НИТУ «МИСиС» разработала прибор лазерно-ультразвуковой диагностики материалов с разрешением в субмиллиметровом диапазоне. Новая разработка может найти применение в контроле качества изделий машиностроительного и аэрокосмического секторов, включая детали, изготовленные с применением аддитивных технологий.

Мелкие дефекты металлических и композитных изделий, подверженных переменным напряжениям, могут с легкостью перерасти в крупные трещины и в итоге привести к разрушению деталей. Особенна эта проблема актуальна в авиастроении, где нарушение целостности силовых элементов легко может привести к катастрофе с человеческими жертвами. Добавляет пикантности текущий тренд перехода на изделия, изготовленные с помощью 3D-печати. Такие гиганты, как Airbus и Boeing активно экспериментируют с 3D-печатными компонентами воздушных аппаратов, но в то же время остается нерешенным вопрос прочности и устойчивости к механической усталости деталей, изготовленных методами селективного лазерного спекания (SLS) и наплавления (SLM).

Очевидно, что для контроля качества таких изделий необходимы современные средства диагностики, позволяющие находить дефектные очаги. Одним из решений должна стать технология лазерно-ультразвуковой структуроскопии, разработанная под руководством доктора физико-математических наук, профессора Александра Карабутова. Лазерно-ультразвуковой структуроскоп обладает повышенным пространственным разрешением до 50 микрон с проникающей способностью до 40 мм. Устройство позволяет получать объемные изображения изделий и оценивать механические характеристики и форму дефектов. В частности, становится возможным обнаружение расслоений между последовательными слоями композитных материалов.

Прототип новой автоматизированной системы неразрушающего контроля был успешно испытан на углепластиковых кессонах крыла пассажирского лайнера во время нагрузочных испытаний. Мелкосерийное производство уже началось с расчетом на удовлетворение нужд отечественной авиакосмической промышленности.