NASA开发NDE方法以检验和标准化3D打印部件

增材制造零部件的独特性给产品质量检验带来了挑战。3D打印改变了产品制造方式,也重新定义了对产品进行测试和评估的方式,使用传统方法进行质量和可靠性检测时,很难不对部件造成影响。但是在将3D打印用于高价值部件生产时,有效的质量检测至为关键,不可忽略。




对于3D打印来说,ASTM的F42委员会和其他国际机构才刚刚开始着手进行增材制造/3D打印的标准化。好消息是,NASA的无损评估(NDE, Nondestructive Evaluation)工作组,或NNWG,往这个方向迈出了步伐。

NNWG将开发出NDE方法,首先检验和测试那些用于发射应用的增材制造部件,然后再是太空中应用的增材制造部件。对于增材制造来说,这些方法可以用在零部件制造过程中或者完成之后,对于每一层进行评估。Waller 指出,“这将是首开先河——专门针对增材制造部件的标准,而且NASA正在获得领先优势。这是我们在增材制造领域获得的一个难得的机会,与传统制造方法完全不同。你可以开发一个零部件的NDE建造记录,告诉你零部件每一层的属性是什么。”

当然,这需要开发出新的NDE方法。典型的涡流检测或渗透测试可能会是有问题的。因为通常未完成的增材制造部件表面会比较粗糙,并且需要抛光。即使是X射线计算机断层扫描(CT),虽然这种方法非常适合评估部件的深层内部特征和属性,但它仍有其局限性,即它不能检测出垂直于x射线束的裂纹。然而NDE的方向是可行的,因为它优化了复杂增材制造部件的测试,并能实现标准化,同时由于其非入侵的方式,又具有潜在的成本效益与广泛的适用性。

目前已经有多个组织(政府和商业),如SpaceX公司、欧洲航天局、洛克希德·马丁公司、波音公司等,在与NASA进行这方面的合作,预计很快就会有一整套专门针对增材制造的全新无损检测(NDE)方法出现,这一方法不仅适用于航空航天领域,同样也会适用于其它行业的应用。


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