01.10.2021
Erkennbarkeit von Poren in Metallpulver

Graph der Erkennbarkeit von Poren in Metallpulver für das verwendete Röntgensetup (links). Radiographie eines Pulvers mit großen Poren (rechts)

Quelle: BAM, Fachbereich Radiologische Verfahren

Die Qualität additiv hergestellter (AM) Teile wird im Wesentlichen durch die verwendeten Prozessparameter und die Eigenschaften des Ausgangspulvers bestimmt. Der Einfluss von inneren Gasporen in Metallpulverpartikeln auf das AM-Endprodukt ist ein schwer zugängliches Phänomen, da nur sehr wenige zerstörungsfreie Messtechniken eine ausreichende Genauigkeit aufweisen, um die Mikroporen tatsächlich detektieren zu können. 3D-Röntgen-Computertomographie (XCT) wird zunehmend in der Prozesskette von AM-Teilen als zerstörungsfreies Überwachungs- und Qualitätskontrollinstrument eingesetzt und kann die meisten Poren in Pulvern zuverlässig lokalisieren. XCT ist jedoch zeitaufwändig und auf eher kleine Pulvermengen beschränkt, typischerweise einige Milligramm. Ziel der vorgestellten Arbeit ist es, die digitale Radiographie für AM-Pulvern als einfache und schnelle Qualitätsprüfung mit hohem Durchsatz zu untersuchen. Digitale 2D-Röntgenbilder wurden simuliert, um die Sichtbarkeit von Poren in Metallpartikeln für verschiedene Poren- und Partikeldurchmesser vorherzusagen. Eine experimentelle Validierung wurde durchgeführt. Es wurde numerisch und experimentell gezeigt, dass typische Gasporen in metallischen Mikropartikeln oberhalb eines bestimmten Durchmessers (hier: 3 bis 4,4 µm für den ausgewählten Röntgenaufbau) durch digitale Radiographie zuverlässig nachgewiesen werden können.

Radiographic Visibility Limit of Pores in Metal Powder for Additive Manufacturing
Gerd-Rüdiger Jaenisch, Uwe Ewert, Anja Waske, Alexander Funk
veröffentlicht in Metals - special issue - Advanced Characterization and On-Line Process Monitoring of Additively Manufactured Materials and Components, Band 10, Heft 12, Seite 2634
BAM, Fachbereich Radiologische Verfahren