Akustická emisní reakce na únavové poškození přídavně vyráběných a litých materiálů

Acoustic Emission Response to Fatigue Damage of Additively Produced and Cast Materials

conference paper

en

Additive manufacturing (AM) or 3D printing technologies allow to produce parts with complicated shapes in a relatively short time and without large amounts of material waste. These parts are more and more used in different types of engineering applications. The latest studies are mainly aimed at improving the quality of the material produced by AM in order to achieve the same or better quality as conventional materials, resulting in the need for testing these materials. The study presented evaluation and comparison the fatigue processes of additively produced and cast materials using acoustic emission method. The used additive technology is selective laser melting (SLM), which is used to produce metal parts. Tested material is aluminium alloys AlSi9Cu3, which is commonly used in aluminium castings production. The material is tested in as-cast or as-built condition without any heat treatment. All samples were subjected to fatigue bending tests in high-cycle regime and the results were evaluated by acoustic emission measurement. This allows a deep analysis of the fatigue process and comparison of the characteristics of both materials. The main goal is to analyse the acoustic emission response to fatigue damage and the correlation between this response and fracture mechanism. Results shows that fatigue life of SLM material is better than casting material with same chemical composition. Acoustic emission detects stages of fatigue process and crack initiation and localization.

Technologie 3D tisku umožňují vyrábět díly s komplikovanými tvary v relativně krátkém čase a bez velkého množství odpadu. Tyto díly se stále častěji používají v různých typech technických aplikací. Nejnovější studie jsou zaměřeny především na zlepšení kvality materiálu vyrobeného společností AM za účelem dosažení stejné nebo lepší kvality jako konvenční materiály, což má za následek potřebu testování těchto materiálů Studie prezentuje hodnocení a srovnání únavových procesů aditivně vyráběných a odlitých materiálů metodou akustické emise. Použitou technologií aditiv je selektivní laserové tavení (SLM), které se používá k výrobě kovových dílů. Testovaným materiálem jsou hliníkové slitiny AlSi9Cu3, které se běžně používají při výrobě hliníkových odlitků. Materiál se testuje v jakémkoliv stavu nebo bez jakéhokoliv tepelného zpracování. Všechny vzorky byly podrobeny únavovým ohybovým testům v režimu s vysokým cyklem a výsledky byly vyhodnoceny měřením akustických emisí. To umožňuje hlubokou analýzu únavového procesu a porovnání vlastností obou materiálů.

Additive manufacturing (AM) or 3D printing technologies allow to produce parts with complicated shapes in a relatively short time and without large amounts of material waste. These parts are more and more used in different types of engineering applications. The latest studies are mainly aimed at improving the quality of the material produced by AM in order to achieve the same or better quality as conventional materials, resulting in the need for testing these materials. The study presented evaluation and comparison the fatigue processes of additively produced and cast materials using acoustic emission method. The used additive technology is selective laser melting (SLM), which is used to produce metal parts. Tested material is aluminium alloys AlSi9Cu3, which is commonly used in aluminium castings production. The material is tested in as-cast or as-built condition without any heat treatment. All samples were subjected to fatigue bending tests in high-cycle regime and the results were evaluated by acoustic emission measurement. This allows a deep analysis of the fatigue process and comparison of the characteristics of both materials. The main goal is to analyse the acoustic emission response to fatigue damage and the correlation between this response and fracture mechanism. Results shows that fatigue life of SLM material is better than casting material with same chemical composition. Acoustic emission detects stages of fatigue process and crack initiation and localization.

Aditivní výroba, akustická emise, únavové zatížení, mechanismus lomu

Additive manufacturing, acoustic emission, fatigue loading, fracture mechanism

03.09.2018

Sweden MEETX AB l Ref. ECNDT2018

Gothenburg, Sweden

978-91-639-6217-2

12th European conference on Non-Destructive Testing

1

1–7

7