Page 253 - 《应用声学》2023年第2期
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第 42 卷 第 2 期             付磊等： 金属增材制件的超声无损检测与评价研究进展                                          441


             方法计算具有统计等效性的数字合成超声回波特                             背散射特征分析方法的基础上，探索其他行之有效
             征，利用计算结果对不同工艺参数制造的 316 不锈                         的超声无损评价方法。
             钢增材样品进行无损评价，研究其微观组织结构                                 (3) 进一步探索金属增材制造过程的在线检测
             的变化，达到了较好的效果。Sol 等              [32]  利用衍射时       与评价方法，实现生产检测一体化。
             差、频域衰减和指数拟合衰减等方法研究铝合金增                                (4) 针对复杂形状金属增材制件，研究多自由
             材制件的组织各向异性，分析不同成型方向上的超                            度扫查系统，对工件进行三维建模并自动规划超声
             声波特征，提出材料横波声速和频域衰减对材料微                            扫查轨迹。同时也可尝试将涡流检测、射线检测等
             观组织结构的变化更加敏感，更适用于增材制造过                            其他无损检测技术与超声检测技术相互结合、优势
             程中材料微观组织结构微小变化的在线监测。Roy                           互补，以求达到更好的检测效果。
             等  [33]  提出利用具有多个回波特征的结构化传播路
             径，解决样品声速对温度分布缺乏唯一依赖性的问
                                                                              参 考 文        献
             题，研究金属增材制造过程中因热循环作用时间不
             同导致的组织不均匀性，利用声速对铝合金增材样                              [1] 凌松. 增材制造技术及其制品的无损检测进展 [J]. 无损检测,
             品不同区段的温度分布进行测量，分析样品微观组                                2016, 38(6): 60–64.
                                                                   Ling Song. Additive manufacture technique and related
             织、残余应力和力学性能的空间分布。Kim等                   [34]  提       NDT for its products[J]. Nondestructive Testing, 2016,
             出基于超声相速度测量的方法评估 316L 不锈钢增                             38(6): 60–64.
             材样品的微观组织结构特征，通过样品相速度的差                              [2] 卢秉恒, 李涤尘. 增材制造 (3D 打印) 技术发展 [J]. 机械制造
                                                                   与自动化, 2013, 42(4): 1–4.
             异，研究扫描间距、热处理和成型方向等因素对微观
                                                                   Lu Bingheng, Li Dichen. Development of additive man-
             组织结构的影响。Park 等         [35]  提出基于深度学习的                ufacturing (3D printing) technology[J]. Machine Building
             金属增材制件孔隙率的超声表征方法。制备多梯度                                and Automation, 2013, 42(4): 1–4.
                                                                 [3] 赵剑峰, 马智勇, 谢德巧. 金属增材制造技术 [J]. 南京航空航
             孔隙率增材样品，利用脉冲反射法对其声速、衰减
                                                                   天大学学报, 2014, 46(5): 675–684.
             系数进行标定，并基于标定结果对样品原始时域回                                Zhao Jianfeng, Ma Zhiyong, Xie Deqiao.  Metal addi-
             波信号进行训练测试，达到了较高的准确率，表明了                               tive manufacturing technique[J]. Journal of Nanjing Uni-
                                                                   versity of Aeronautics and Astronautics, 2014, 46(5):
             基于深度学习的超声无损评价方法的潜在可行性。
                                                                   675–684.
                                                                 [4] Everson S K, Matthias H, Petros S, et al. Review of in-
             3 结论                                                  situ process monitoring and in-situ metrology for metal

                                                                   additive manufacturing[J]. Material and Design, 2016, 95:
                 超声无损检测与评价技术是保障金属增材制                               431–445.
             件质量，促进金属增材制造技术在航空航天、医疗和                             [5] 徐滨士, 董世运, 门平, 等. 激光增材制造成形合金钢件质量特
                                                                   征及其检测评价技术现状 (特邀)[J]. 红外与激光工程, 2018,
             军工等关键领域大量应用的重要技术之一，近年来                                47(4): 8–16.
             取得了广泛关注。目前的研究面临诸多挑战，可借                                Xu Binshi, Dong Shiyun, Men Ping, et al. Quality char-
             鉴的方法有限，但同时也迎来难得的发展机遇。本                                acteristics and nondestructive test and evaluation tech-
                                                                   nology for laser addtive manufacturing alloy steel compo-
             文从宏观缺陷检测和微观组织结构及力学性能的                                 nents(invited)[J]. Infrared and Laser Engineering, 2018,
             无损评价两大方面，对超声无损检测与评价技术在                                47(4): 8–16.
             金属增材制造领域应用的现状和研究成果进行了                               [6] Thijs L, Sistiaga M L M, Wauthle R, et al. Strong mor-
                                                                   phological and crystallographic texture and resulting yield
             总结。针对目前的难点和不足，对未来的应重点关                                strength anisotropy in selective laser melted tantalum[J].
             注的研究方向给出如下建议：                                         Acta Materialia, 2013, 61(12): 4657–4668.
                 (1) 研究制备工艺参数及后处理手段对缺陷生                          [7] 杨平华, 史丽军, 梁菁, 等. TC18 钛合金增材制造材料超声检
                                                                   测特征的试验研究 [J]. 航空制造技术, 2017, 17(5): 38–42.
             成、类型、形态及分布的影响，建立其与超声检测
                                                                   Yang Pinghua, Shi Lijun, Liang Jing, et al. Experimen-
             参数的映射关系，以此改进制造过程，提升成型件                                tal research on ultrasonic characteristics of TC18 additive
             质量。                                                   manufacturing titanium alloy[J]. Aeronautical Manufac-
                                                                   turing Technology, 2017, 17(5): 38–42.
                 (2) 针对金属增材制件组织的各向异性和非均
                                                                 [8] Kok Y, Tan X P, Wang P, et al. Anisotropy and het-
             匀性，开展相应声学特性研究，在传统声速、衰减和                               erogeneity of microstructure and mechanical properties in
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