Цифровая голографическая система послойного контроля качества детали аддитивного производства

Сементин В.В., Погода А.П., Петров В.М., Хахалин И.С., Попов Е.Э., Истомина Н.Л., Борейшо А.С. Цифровая голографическая система послойного контроля качества детали аддитивного производства // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 3. С. 89–99. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2022-89-03-89-99

Sementin V.V., Pogoda A.P., Petrov V.M., Khakhalin I.S., Popov E.E., Istomina N.L., Boreisho A.S. Digital holographic system for layer-by-layer control of additively manufactured component quality [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2022. V. 89. № 3. P. 89–99. http://doi.org/ 10.17586/1023-5086-2022-89-03-89-99

V. V. Sementin, A. P. Pogoda, V. M. Petrov, I. S. Khakhalin, E. E. Popov, N. L. Istomina, and A. S. Boreisho, "Digital holographic system for layer-by-layer control of additively manufactured component quality," Journal of Optical Technology. 89(3), 183-190 (2022). https://doi.org/10.1364/JOT.89.000183

Предмет исследования. Проведено исследование цифровой голографической системы послойного контроля качества детали в аддитивном производстве, которая определяет размеры и глубину дефектов на поверхности каждого слоя. Метод. Цифровая голографическая система послойного контроля качества детали в аддитивном производстве работает на основе метода двухдлинноволновой голографической интерферометрии. Цифровая голографическая система основана на интерферометре Майкельсона. Рассматриваемый метод заключается в записи голограмм поверхности каждого слоя детали на двух близких длинах волн. В результате восстановления голограмм определяются комплексные амплитуды объектной волны в плоскости восстановления, которые, в свою очередь, определяют фазы волн и их разность. Разность фаз волн позволяет определить информацию о глубине дефекта поверхности слоя детали. В качестве источника излучения используется перестраиваемый диодный лазер, а в качестве приемника — камера на основе матрицы ПЗС. Основные результаты. Представлены результаты исследования поверхностей деталей аддитивного производства с использованием метода двухдлинноволновой голографической интерферометрии. При этом имеется возможность распознавания больших по размеру неоднородностей с помощью развертывания фазовой картины. Продемонстрирована возможность регистрации дефектов поверхности размером 25 мкм. Представлены восстановленная поверхность детали, изготовленной методом лазерного спекания последовательно каждого слоя на аддитивной установке селективного лазерного сплавления М250, и восстановленная поверхность макроскопического объекта миллиметрового масштаба. Практическая значимость. Показана возможность применения цифровой голографической системы контроля качества детали в промышленности, в частности, аддитивных технологиях. Критерий качества детали — это отсутствие дефектов (каверн, выступов) размером 25 мкм и более.

Работа выполнена в ФГБОУ ВО БГТУ «Военмех» им. Д. Ф. Устинова при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (доп. соглашение от 09.06.2020№ 075-03-2020-045/2 на выполнение базовой части государственного задания «Разработка фундаментальных основ создания и управления группировками высокоскоростных беспилотных аппаратов космического и воздушного базирования и группами робототехнических комплексов наземного базирования»).