Задачи контроля изделий аддитивного производства
Цель занятия – Узнать о методах контроля изделий применяемых на аддитивном производстве. Цели и задачи 2 Задача 1. Изучить методы контроля на аддитивном производстве Задача 2. Ознакомиться ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий
Аддитивные технологии позволяют уменьшить влияние человеческого фактора на качество получаемых изделий, поскольку изготовление производится в полностью автоматизированном режиме. Применение аддитивных технологий не только существенно уменьшает объемы последующей обработки, но и повышает качество за счет получения заготовок по конфигурации, наиболее близкой к конфигурации конечного изделия. Эволюция контроля в аддитивных технологиях 2
Основные параметры контроля аддитивных изделий 3 Методы диагностики Для диагностики применяют неразрушающие методы: ультразвуковой анализ, рентгеновскую компьютерную томографию и оптический сканинг, обеспечивающие многогранный подход к проверке изделия. Геометрия и микроструктура Контроль включает точность формы, микроструктуру, механические свойства и выявление дефектов поверхности и внутренних слоёв. Качество детали оценивается по множеству параметров.
Стандарты ASTM и ISO Методы контроля различаются по точности, доступности, стоимости и времени анализа. Это влияет на выбор способа проверки в конкретных условиях. РКТ обеспечивает максимальную точность, но требует больших затрат времени и денег; ультразвук оптимален для оперативного и точного контроля. 4 Сравнительная характеристика методов контроля
Неразрушающий контроль критичен для деталей в авиации и медицине, где любая усадка или искажение слоями нарушают функциональность изделий. Точное измерение размеров и форм изделия позволяет обнаружить отклонения от проектных параметров с допуском не менее 0,1 мм. Применение 3D-сканеров и программного сравнения с CAD-моделью обеспечивает детальное выявление отклонений по размерам, деформаций и искажений после печати. Геометрический контроль: задачи и практика 5
Исследование металлургии АП, 2022 Большая доля пористости указывает на необходимость оптимизации технологических параметров для минимизации внутренних пустот. Пористость — ведущий дефект, требующий улучшения контроля процессов. Остальные дефекты также влияют на прочность и качество изделия. 6 Распределение дефектов в аддитивных изделиях
Рентгеновская компьютерная томография позволяет получить трёхмерное изображение внутренней структуры с разрешением до 10 мкм, выявляя мелкие пустоты и трещины. Ультразвуковые методы эффективны для обнаружения крупных дефектов и обеспечивают быстрое полное сканирование изделий, что ускоряет процесс контроля. Неразрушающий контроль внутренних дефектов 7
Проводят испытания на растяжение и твердость, проверяя соответствие установленным стандартам ASTM F3184 и ISO 23033. Определяют ударную вязкость образцов, оценяя их способность к сопротивлению механическим нагрузкам и хрупкости. Изучают влияние ориентации слоев на прочность для оптимизации параметров аддитивного процесса. Тестирование помогает адаптировать производственные настройки и улучшить эксплуатационные характеристики деталей. Контроль механических свойств изделий АП 8
Экспериментальные данные производителей АП оборудования Уменьшение скорости печати и оптимальная температура лазера существенно снижают геометрические отклонения деталей. Оптимизация технологических параметров напрямую улучшает точность изделий и снижает количество дефектов. 9 Влияние параметров процесса на точность изделий АП
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты: 1) контроль оборудования, используемого при получении изделий методами аддитивных технологий, который включает в себя проверку исправности его состояния, а также необходимого оснащения измерительной и контрольной аппаратурой. Проверку состояния установок и аппаратуры для контроля следует проводить периодически по графику, составленному в соответствии с указаниями правил технической эксплуатации этих установок и аппаратуры, паспортов и прилагаемых инструкций. После ремонта установки и аппаратура должны проходить обязательную проверку вне зависимости от графика проверки, сведения о периодических поверках и контролируемых параметрах должны вноситься в соответствующие разделы паспортов (формуляров) на установки и аппаратуру или оформляться актом ; 2) входной контроль основных материалов, который следует производить в соответствии с ГОСТ Р 57556—2017, стандартами или техническими условиями на поставку материалов. Каждая партия материалов для дефектоскопии (порошки, пенетранты, пленки, реактивы и т.д.) должна быть проконтролирована следующим образом: ■ на наличие на каждом упаковочном месте (пачке, коробке, емкости) этикеток (сертификатов и др.) с проверкой полноты приведенных в них данных и соответствия этих данных требованиям стандартов или технических условий на контролируемые материалы (при изготовлении реактивов и пенетрантов для собственных нужд проверяют только наличие этикетки и наименование реактива или пенетранта ); ■ отсутствие повреждений и порчи упаковки или самих материалов; ■ действие срока годности; ■ соответствие качества материалов требованиям методических документов на данный метод контроля;
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты: 3) контроль качества дополнительных материалов, который включает в себя проверку документации, оценку состояния упаковки и внешнего состояния материалов; 4) операционный контроль, который охватывает проверку соблюдения требований ПТД при подготовке, проведении технологического процесса производства изделия, окончательной обработке. При контроле подготовки материалов и оборудования для изготовления изделий проверяется соответствие загружаемых материалов конструкторской документации, корректность загруженного программного обеспечения и установленных параметров изделия. В процессе создания изделий контролируют: режимы и параметры изготовления, последовательность выполнения операций (по данным управляющего компьютера и визуально). По окончании процесса изготовления изделий контролируют корректность изъятия полученных изделий из рабочего пространства оборудования без деформаций и внешнего избыточного воздействия на изделия ;
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты: 5) неразрушающий контроль включает в себя методы, представленные в табл. 1.1. В зависимости от объема проведения неразрушающий контроль подразделяют на сплошной (объем 100%) и выборочный (объем 50, 25, 15, 10 или 5%). Сплошной контроль проводят по всей протяженности каждого изделия. Выборочному контролю подвергают отдельные участки изделий или отдельные изделия. Выборочный контроль отдельными участками проводят на прямолинейных и других незамкнутых изделиях согласно конструкторской документации. Отношение суммарной протяженности (площади) контролируемых участков к общей протяженности (площади) изделия должно быть не менее установленного объемом выборочного контроля. Выбор контролируемых участков изделий или целых изделий проводит служба технического контроля из числа наиболее ответственных или вызывающих сомнение по результатам предшествующего контроля. При отсутствии указанных участков проверяемые участки должны равномерно распределяться по длине изделия. В случае обнаружения дефектов при выборочном контроле каким-либо методом проводят дополнительный контроль тем же методом в удвоенном объеме (при объеме выборочного контроля 50 % проводят сплошной контроль) с обязательным контролем участков, примыкающих к дефектным. При отрицательных результатах дополнительного контроля проводят сплошной контроль изделия;
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты:
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты: 6) разрушающий контроль, при котором проводят механические испытания (на растяжение при нормальной температуре, на растяжение при повышенной температуре, статический изгиб, сплющивание труб), испытания на стойкость к межкристаллитной коррозии, металлографические исследования, а также определяют ферритную фазу и химический состав. Механические свойства (предел прочности, предел текучести, относительное удлинение, относительное сужение), испытания на статический изгиб, сплющивание и ударный изгиб определяют по ГОСТ 1497—84. Типы образцов для определения механических свойств материала изделий выбирают в соответствии со стандартом на испытание и указывают в конструкторской документации или ПТД (с указанием в необходимых случаях номера пояснительного чертежа). Число образцов для проведения механических испытаний должно быть не менее трех при испытаниях при каждой температуре. Число образцов при металлографических исследованиях должно быть не менее двух от каждого контрольного изделия. Результаты проверки химического состава, значения критических температур хрупкости, определенные по ГОСТ 12344—2003, ГОСТ 12351—2003, ГОСТ 12352—81, ГОСТ 12353—78, ГОСТ 12356— 81, ГОСТ 12357—84, ГОСТ 12361—2002, ГОСТ 12365—84, ГОСТ 22536.0—87, ГОСТ 22536.1—88, ГОСТ 22536.5—87, ГОСТ 22536.7—88, ГОСТ 27809—95, заносят в паспорта изделий ; 7) гидравлические (пневматические) испытания, которые проводят для полых изделий в соответствии с конструкторской документацией;
9 Согласно ГОСТ Р 57587—2017 контроль качества изделий содержит следующие пункты: 8) контроль качества исправления дефектов включает в себя повторный контроль всеми вышеперечисленными методами изделия, прошедшего доработку. Результаты контроля исходных материалов оформляют протоколом, в котором должны быть зафиксированы как минимум следующие данные: ■ наименование и марка материалов; ■ обозначение стандарта на материал; ■ номер партии материала; ■ номер и дата сертификата на партию материала; ■ соответствие данных сертификата требованиям стандарта на материал; ■ масса партии материалов без упаковки (или другой показатель, характеризующий объем полученной партии); ■ сохранность упаковки (только для материалов, повреждение упаковки которых приводит к их порче); ■ результаты испытаний, проводимых при входном контроле; ■ заключение о допуске материалов к применению.
1. Каковы задачи контроля изделия, полученного методом послойного синтеза? 2. Что следует проверять на входном контроле основных материалов? 3. Что включает в себя контроль качества дополнительных материалов? 4. Какие элементы контролируют в операционном контроле в ходе процесса изготовления изделий? 5. Какие методы включает в себя неразрушающий контроль? 6. При каком методе контроля проводят механические испытания? 7. Какие испытания проводят для полых изделий ? Контрольные вопросы
