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Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 9865 (2022) Citar este artículo

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La integridad intra e intercapa de los componentes fabricados con técnicas de fabricación avanzadas, como la fusión láser en lecho de polvo, depende de procesos rápidos de calentamiento, fusión y solidificación. Se necesitan nuevas técnicas para proporcionar información in situ de estos procesos. Aquí se describe una técnica ultrasónica basada en láser para probar los efectos térmicos inducidos por un láser de onda continua de alta potencia en muestras de titanio. Se realizaron simulaciones numéricas para demostrar que, para un haz de calentamiento espacialmente uniforme, las ondas acústicas superficiales inducidas por láser están fuertemente influenciadas por las condiciones de calentamiento de la superficie, son dispersivas en el caso de un calentamiento rápido y que se produce una reducción abrupta de la velocidad al inicio del calentamiento superficial. derritiendo. Además, se proporcionan resultados experimentales de ultrasonido basado en láser que monitorean el cambio transitorio del tiempo de viaje de la onda superficial asociado con el calentamiento superficial del láser de alta potencia. Se utiliza un láser pulsado para generar ondas acústicas superficiales de alta frecuencia que se propagan a través de la región calentada por láser y se detectan mediante un interferómetro fotorrefractivo basado en cristal. Se observa un acuerdo cualitativo entre la teoría y el experimento, ya que ambos muestran una rápida reducción en la velocidad de la onda superficial al inicio de la iluminación y una mayor disminución en la velocidad de la onda superficial asociada con la fusión. Está demostrado que los cambios en la velocidad de las ondas superficiales se pueden utilizar para rastrear el calentamiento local y detectar el inicio del derretimiento de la superficie en tiempo real.

Los láseres han tenido un uso generalizado en aplicaciones de procesamiento y fabricación de materiales, incluido el corte por láser, la soldadura, la ablación, la perforación, el texturizado de superficies y la fabricación avanzada1. En estas aplicaciones, la energía láser es absorbida por un material que provoca calentamiento, fusión y vaporización local, y el control in situ de estos procesos inducidos por láser es fundamental para garantizar la integridad del producto final2. Por ejemplo, en la fusión por láser de lecho de polvo, un objeto se construye en capas consecutivas mediante la fusión por láser del polvo distribuido mecánicamente sobre la superficie de construcción3,4. La integridad intra e intercapa depende de los rápidos procesos de calentamiento, fusión y solidificación durante los cuales es probable que se formen defectos y discontinuidades del material3,4,5,6. Si la potencia del láser de calentamiento es demasiado alta para una velocidad de escaneo determinada, puede provocar la evaporación del material de un charco fundido, una fuerza de retroceso posterior y el colapso del charco fundido, lo que resulta en porosidad en el componente. Alternativamente, una baja potencia de calentamiento del láser puede provocar un proceso de fusión y solidificación incompleto y la ausencia de defectos de fusión7,8. Los parámetros óptimos del láser, definidos como aquellos necesarios para producir una pieza con el menor número de defectos de procesamiento, son difíciles de determinar a priori debido a la complejidad del proceso y a variables adicionales que incluyen la calidad del polvo y las variaciones de las características del láser entre máquinas9.

El éxito de las técnicas de fabricación basadas en láser, como la fusión de lechos de polvo, depende de la capacidad del operador para establecer y controlar variables del proceso como la potencia y la velocidad del láser10,11. La evaluación no destructiva puede ayudar en este proceso y proporcionar información in situ sobre la calidad de la construcción, de modo que las variables del proceso se puedan ajustar en tiempo real12. Se han empleado varios métodos de evaluación no destructivos, como imágenes térmicas, imágenes ópticas y ultrasonidos convencionales, para monitorear las construcciones de fusión de lechos de polvo láser9,12. Estas técnicas ofrecen acceso remoto al sitio de interacción material-láser de alta temperatura. Las imágenes térmicas pueden proporcionar información sobre la distribución de la temperatura de la superficie y las imágenes ópticas se pueden utilizar para determinar los cambios en la morfología de la superficie9. La emisión acústica y el ultrasonido convencionales pueden proporcionar potencialmente datos adicionales sobre el proceso de construcción13. En el caso de la emisión acústica, el sonido generado durante el proceso de calentamiento por láser se detecta mediante un micrófono o transductor y se analiza para inferir información sobre el proceso14. Utilizando técnicas de procesamiento de señales, incluidas aquellas que emplean aprendizaje automático, es posible clasificar la interacción láser-material en diferentes regímenes15.

Además, las propiedades físicas, mecánicas, ópticas y térmicas de los materiales son funciones de la temperatura. De ello se deduce que la velocidad de las ondas ultrasónicas también depende de la temperatura: un aumento de la temperatura generalmente conduce a un ablandamiento del material y velocidades más bajas de las ondas acústicas longitudinales, de corte y superficiales. La termografía por ultrasonido es una técnica bien conocida que se utiliza para determinar la temperatura de una muestra calentada uniformemente o para trazar distribuciones de temperatura debajo de la superficie16. La termografía por ultrasonido ha atraído mucha atención en la comunidad de ultrasonido médico para monitorear continuamente y proporcionar retroalimentación a los procesos de tratamiento térmico en tejido biológico, como la terapia de ultrasonido enfocado de alta intensidad16,17. Algunas de las ventajas de las técnicas ultrasónicas convencionales para el monitoreo de procesos son que no se limitan a la determinación de la temperatura de la superficie y que los transductores pueden ubicarse alejados de la zona del proceso. Para la fabricación aditiva, requieren acceso físico a la superficie de construcción, pero la ubicación del contacto puede estar algo alejada del entorno de alta temperatura. La dependencia de la propagación de las ondas masivas de la temperatura, las propiedades mecánicas y el estado de fase del material se ha utilizado, por ejemplo, para inferir la temperatura en la zona de procesamiento y para predecir el tamaño del charco de fusión basándose en el seguimiento de las ondas masivas reflejadas y dispersadas desde el estanque de deshielo18,19.

Las técnicas ultrasónicas basadas en láser son muy adecuadas para el monitoreo en tiempo real y la evaluación no destructiva de procesos térmicos inducidos por láser. El haz de la sonda de detección láser y la fuente láser que excita las ondas ultrasónicas se pueden separar del entorno del proceso de fabricación a alta temperatura utilizando ventanas ópticamente transparentes u otros medios. Se han utilizado técnicas de ultrasonido láser para evaluar construcciones de fabricación avanzadas mediante el uso de ondas acústicas superficiales y ondas masivas para detectar defectos superficiales y cercanos al subsuelo ex situ20,21,22,23. Las ondas acústicas superficiales y las ondas masivas también se han utilizado para evaluar la microestructura del material y el tamaño del grano24, para inferir la temperatura de la superficie en procesos térmicos inducidos por láser22,25, para predecir distribuciones de temperatura interna basadas en ondas que se propagan a lo largo de múltiples trayectorias26 y para observar la fusión y solidificación durante el crecimiento de cristales27. Finalmente, los métodos ultrasónicos con láser se han utilizado para mediciones de propiedades de materiales a alta temperatura28 y para estudios de transformación de fase en metales29,30,31.

En este trabajo, se utiliza ultrasonido basado en láser para monitorear los procesos de calentamiento y fusión inducidos por láser. Las simulaciones numéricas de un haz de calentamiento espacialmente uniforme muestran que las ondas acústicas superficiales inducidas por láser están fuertemente influenciadas por las condiciones de calentamiento de la superficie. Son dispersivos en el caso de un calentamiento rápido donde el cambio de propiedad mecánica inducido térmicamente está en la misma escala espacial que la longitud de onda de las ondas acústicas de la superficie, y muestran una reducción abrupta de la velocidad al inicio de la fusión de la superficie. Además, al utilizar una fuente de línea láser para la excitación de ondas acústicas superficiales y un detector interferométrico puntual, los resultados experimentales demuestran el cambio transitorio del tiempo de viaje de las ondas superficiales asociado con el calentamiento superficial de un láser de alta potencia con un haz gaussiano colocado entre las posiciones de fuente y receptor. De acuerdo con las simulaciones numéricas, se observa una desviación en la respuesta cuando la potencia del láser de calentamiento es suficiente para provocar la fusión local de la superficie. La técnica propuesta puede encontrar una aplicación efectiva en el mapeo de campos térmicos transitorios inducidos por láser y zonas de fusión, proporcionando información crítica para el control de procesos en tiempo real.

Las propiedades térmicas y elásticas de los materiales dependen de la temperatura, y un aumento de temperatura generalmente resulta en una disminución tanto de la densidad como de la rigidez del material. Primero se considera una muestra calentada uniformemente de una aleación de titanio (Ti-6Al-4V) que se supone homogénea e isotrópica. La densidad dependiente de la temperatura, el módulo elástico y la relación de Poisson se obtienen del software JMatPro32 y se utilizan para determinar la longitud longitudinal, \({c}_{L}\), y el corte, \({c}_{T} \), velocidades de onda en función de la temperatura. Estos valores se utilizan, a su vez, para calcular la velocidad de la onda de Rayleigh utilizando la ecuación característica33. El resultado se muestra en la Fig. 1, donde se ve que la velocidad de la onda de Rayleigh disminuye de 3000 m/s a temperatura ambiente (293 K) a 1880 m/s a la temperatura de fusión de 1943 K. La disminución es relativamente monótona fuera de un pequeña región entre 1100 y 1275 K, el rango de temperatura en el que Ti-6Al-4V sufre una transformación de fase hcp (α) → bcc (β)34. En caso de calentamiento uniforme, el campo térmico y las propiedades elásticas no dependen de la profundidad y las ondas de Rayleigh se propagan sin dispersión.

Velocidad de onda de Rayleigh de Ti-6Al-4V en función de la temperatura que va desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de fusión de 1943 K.

La propagación de ondas de Rayleigh se vuelve más compleja en el caso de calentamiento transitorio, como el producido por una fuente láser de alta potencia, ya que el campo térmico y las propiedades elásticas dependientes de la temperatura son funciones tanto del tiempo como del espacio. Además, las propiedades térmicas también dependen de la temperatura y, con potencias de calentamiento suficientemente altas, el material sufrirá una transformación de fase que dará como resultado una fusión superficial. Aquí, se calcula la respuesta de desplazamiento elástico generada por una fuente de láser pulsada de nanosegundos que incide sobre una superficie que está siendo calentada por un láser de onda continua (CW) espacialmente uniforme con una dependencia del tiempo de función escalonada. Primero, el campo de temperatura unidimensional producido por un láser CW se calcula utilizando el método implícito de diferencias finitas presentado por Singh y Narayan35. Se incluyen las propiedades térmicas y la densidad dependientes de la temperatura para las fases sólida y líquida de Ti-6Al-4V36,37,38,39. Estas propiedades se resumen en el Apéndice. El modelo se utiliza para determinar la temperatura en función del tiempo (t) en cada profundidad (d) debajo de la superficie. La Figura 2a muestra la temperatura de la superficie (en d = 0) en función del tiempo donde el láser de calentamiento se enciende en t = 0 y una densidad de potencia del láser de calentamiento de 6 kW/cm2. La temperatura de la superficie aumenta hasta alcanzar la temperatura de fusión de 1943 K en un tiempo de 465 ms, donde permanece brevemente hasta que el calor neto absorbido supera el calor latente del cambio de fase35,40. Luego, el frente de fusión comienza a propagarse dentro del material y, como se muestra en el eje derecho de la Fig. 2a, avanza rápidamente hasta una profundidad de más de 35 μm. La Figura 2b muestra el alcance total de los datos térmicos calculados, con la barra de color indicando el aumento de temperatura en cada profundidad y tiempo de calentamiento.

(a) Temperatura de la superficie (línea continua) y tamaño de la masa fundida (línea de puntos) en función del tiempo de calentamiento para una densidad de potencia láser de 6 kW/cm2 que incide sobre Ti-6Al-4V. (b) Campo de temperatura calculado en función del tiempo de calentamiento y la profundidad para la densidad de potencia de 6 kW/cm2. (c,d) Resultados para una mayor densidad de potencia láser de 250 kW/cm2.

Las ondas acústicas superficiales están confinadas a propagarse en la región cercana a la superficie con una profundidad de penetración del orden de la longitud de onda. Por ejemplo, para una frecuencia de 30 MHz, las ondas superficiales del Ti-6Al-4V serán sensibles a los cambios de propiedades mecánicas que se producen en una profundidad de aproximadamente 100 μm. En la Fig. 2b, el aumento de temperatura es algo uniforme en la región cercana a la superficie y, por lo tanto, se espera que los cambios de propiedades mecánicas también sean relativamente constantes en la profundidad de penetración, lo que resulta en un retraso de la onda acústica en la superficie que es independiente de la frecuencia. La temperatura de la superficie para una densidad de potencia de calefacción significativamente mayor de 250 kW/cm2 se muestra en la Fig. 2c. Aquí, la fusión de la superficie ocurre aproximadamente a 300 μs y hay marcados gradientes térmicos en la región cercana a la superficie dentro de la ventana de tiempo de 500 μs, como se muestra en la Fig. 2d. Estos gradientes térmicos pueden causar dispersión de las ondas superficiales, ya que las ondas de mayor frecuencia, con una longitud de onda más corta, estarán más influenciadas por la región cercana a la superficie, mientras que las ondas de menor frecuencia penetrarán más en el sustrato más frío.

Este modelo térmico unidimensional permite calcular la temperatura en función de la profundidad y la posición del frente de fusión en cualquier momento después de encender el láser de calentamiento. A continuación, se modela la excitación del láser pulsado y la detección interferométrica de la superficie calentada por láser CW en un momento dado. El material cerca de la superficie se discretiza en 400 capas, con un espesor de capa de 0,6 µm. Las propiedades elásticas de cada capa se calculan a partir de la temperatura media de la capa, y el problema de propagación de ondas elásticas se reduce luego a un problema análogo de propagación de ondas en un medio estratificado homogéneo e isotrópico41. Cuando se produce fusión superficial, el espesor de la capa superficial se establece como el espesor del baño de fusión y se utilizan la densidad38 (3920 kg/m3) y la velocidad de onda longitudinal39 (4407 m/s) del Ti-6Al-4V líquido. Otros han abordado previamente la generación de ultrasonidos con láser en placas42,43,44 y en placas multicapa sobre un sustrato semiinfinito45. El enfoque presentado por Cheng et al. Se sigue en el que la fuente de láser de excitación se representa como una fuente límite elástica equivalente (gaussiana en el espacio con un ancho de pulso de 10 ns), y se utiliza la técnica de la matriz de transferencia para imponer la continuidad de la tensión y el desplazamiento a través de todos los límites de las capas homogéneas e isotrópicas41. . El problema se resuelve en coordenadas cilíndricas utilizando la técnica de transformada integral donde se toma una transformada de Hankel de la ecuación de onda elástica con respecto a la coordenada radial (r) y una transformada de Laplace con respecto al tiempo. El desplazamiento normal de la superficie en función del tiempo en un r dado se encuentra mediante la inversión numérica de las transformadas de Hankel-Laplace.

El tamaño del punto del láser de excitación se configuró en 100 μm de ancho total a la mitad del máximo (FWHM) con una ubicación de detección en r = 1,0 mm. El desplazamiento superficial normal en función del tiempo se muestra en la Fig. 3a para una potencia de calentamiento de 6 kW/cm2. La curva superior muestra la respuesta de la temperatura ambiente en ausencia de calentamiento de superficie con láser CW. Se observa una llegada de onda de pequeña amplitud correspondiente a la onda longitudinal que roza la superficie a 0,16 μs, seguida de la llegada de amplitud de la onda acústica de superficie (SAW) más grande a aproximadamente 0,30 μs. Las otras curvas muestran la respuesta de desplazamiento en varios momentos después de encender el láser de calentamiento CW. Para las señales entre t = 0 y t = 450 ms, la forma de la onda acústica superficial permanece relativamente uniforme, pero la llegada se retrasa a medida que avanza el calentamiento. Durante los últimos tres pasos de tiempo: t = 508,5, 517,0 y 525,6 ms, se produjo fusión con profundidades de fusión de 6,0, 16,8 y 27,0 μm, respectivamente. Se observa una dispersión más prominente cuando las ondas superficiales atraviesan la capa fundida; Los componentes de mayor frecuencia y longitud de onda corta se retrasan debido a la fuerte interacción con la capa fundida. Tenga en cuenta que en este caso, la velocidad de la onda longitudinal en el líquido fundido es mayor que la velocidad de la onda de corte en el sustrato, por lo que las ondas superficiales no tienen fugas46. En general, la velocidad de las ondas que se propagan en un medio espacio cubierto de líquido pasa de la velocidad de la onda de Rayleigh con espesor cero a la velocidad de la onda Scholte cuando el espesor del líquido es grande con respecto a la longitud de onda47,48.

(a) Señales ultrasónicas láser calculadas con una distancia entre la fuente y el detector de 1,0 mm a temperatura ambiente y tiempos de calentamiento de 150,0, 300,0, 450,0, 508,5, 517,0 y 525,5 ms para una densidad de potencia del láser de calentamiento de 6 kW/cm2. (b) Evolución temporal del campo de desplazamiento para la densidad de potencia de 6 kW/cm2. (c) Señales ultrasónicas láser calculadas a partir de la densidad de potencia del láser de calentamiento de 250 kW/cm2 a temperatura ambiente y tiempos de calentamiento de 100, 200, 300, 330, 410 y 490 μs. (d) Evolución temporal del campo de desplazamiento para la densidad de potencia de 250 kW/cm2.

La Figura 3b muestra la evolución del campo de desplazamiento calculado a lo largo del tiempo de calentamiento. Aquí, la abscisa indica el tiempo después de que se enciende el láser de calentamiento, mientras que la ordenada indica el tiempo después del pulso del láser de excitación. La barra de color representa el desplazamiento normal de la superficie. En esta imagen, la llegada SAW tiene la mayor amplitud negativa y se muestra en rojo. El cambio pronunciado inicial en el tiempo de llegada de SAW está asociado con el rápido aumento de la temperatura cercana a la superficie, como se ve en la Fig. 2a, b. El tiempo de llegada de SAW es entonces relativamente constante entre 75 y 100 ms durante el cual se produce la transformación de fase α → β en Ti-6Al-4V. Después de esta región de transición, la llegada del SAW continúa retrasándose con el tiempo de calentamiento de manera monótona hasta aproximadamente 508 ms cuando se observa una ruptura brusca en la curva asociada con la fusión de la superficie. La sensibilidad de la señal SAW a la presencia de masa fundida la convierte en una opción atractiva para detectar la profundidad de la masa fundida.

La Figura 3c muestra el desplazamiento normal de la superficie para una mayor densidad de potencia de calefacción, 250 kW/cm2. Las características de la fuente de excitación son las mismas que las indicadas anteriormente. Sin embargo, en este caso el calentamiento se produce mucho más rápido y la fusión superficial comienza aproximadamente a los 305 μs. Un calentamiento tan rápido conduce a fuertes gradientes térmicos cerca de la superficie (ver Fig. 2c, d) que, a su vez, conducen a cambios bruscos en las propiedades mecánicas dentro del rango de longitud de onda de la onda acústica de superficie de banda ancha. En tiempos de calentamiento entre t = 0 y t = 300 μs, es evidente un grado significativo de dispersión de ondas acústicas en la superficie, con los componentes de mayor frecuencia que detectan la temperatura cercana a la superficie retrasados ​​con respecto a las frecuencias más bajas que penetran más en la masa más fría. del material. Este efecto es más pronunciado en momentos posteriores (t > 300 μs), donde los componentes SAW de mayor frecuencia también se retrasan por la presencia de fusión superficial. La Figura 3d muestra la evolución temporal del campo de desplazamiento con calentamiento superficial. Si bien la dispersión es ciertamente más pronunciada que en la Fig. 3b, el inicio de la fusión superficial no es tan evidente. Tenga en cuenta que la dispersión de las SAW en un sistema multicapa se puede utilizar para recuperar las propiedades mecánicas dependientes de la profundidad utilizando un enfoque de inversión basado en modelos49. Para el caso del calentamiento, las propiedades mecánicas dependientes de la profundidad podrían, en última instancia, estar relacionadas con el perfil de temperatura del subsuelo.

Se utilizó un sistema láser ultrasónico para estudiar la propagación de ondas acústicas superficiales a través de una región calentada por láser de muestras de Ti-6Al-4V. En la Fig. 4 se muestra un esquema de esta configuración experimental. Se utiliza un láser Nd:YAG pulsado que funciona a la frecuencia fundamental (λ = 1064 nm) y una tasa de repetición de 15 Hz para generar ondas acústicas de superficie de banda ancha. El láser de generación se colima y se enfoca en una línea en la superficie de la muestra utilizando una lente cilíndrica. En la superficie de la muestra, la fuente lineal tenía aproximadamente 15 mm de longitud y un FWHM gaussiano de 60 μm. La energía del láser en la muestra fue de 1,6 mJ, lo suficientemente baja como para que la generación permaneciera en el régimen termoelástico.

Esquema de la configuración experimental que muestra los tres rayos láser en la superficie de la muestra. Se utilizan las siguientes abreviaturas: PBS, divisor de haz polarizador; λ/2, placa de media onda; λ/4, placa de cuarto de onda; L1, L2, L3, lentes de enfoque.

El desplazamiento normal a la superficie asociado con la onda acústica generada por láser se detectó utilizando un interferómetro basado en cristal fotorrefractivo (PRC) utilizando un óxido de silicio de bismuto (BSO) PRC50,51,52. El láser de detección era un láser Nd:YAG duplicado de frecuencia de 300 mW que operaba a 532 nm. La salida del láser se dirigió a un divisor de haz donde se dividió en haces de referencia y de señal. El haz de referencia se envió directamente al PRC, mientras que el haz de señal se centró en la superficie pulida de la muestra y, tras la reflexión, se envió al PRC donde interfiere con el haz de referencia en un ángulo de 5 grados y crea un índice sinusoidal. rejilla dentro del cristal. Una parte del haz de referencia se difracta de la rejilla en el proceso de mezcla de dos ondas e interfiere con el haz de señal en el fotodetector. Además, se aplicó un campo eléctrico de CA a través de la República Popular China para mejorar la ganancia de mezcla de dos ondas. Se utilizó óptica de polarización después del PRC para garantizar que el haz de referencia difractado y el haz de señal transmitido estuvieran en cuadratura, optimizando la sensibilidad de detección. La salida del fotodetector se envió a un osciloscopio digital con un límite de ancho de banda de 200 MHz y posteriormente se transfirió a una computadora y se filtró usando un filtro Butterworth de paso bajo de segundo orden de 40 MHz. La distancia entre la línea de excitación SAW y el punto de detección se estableció en 4,0 mm.

Para calentar la superficie de la muestra se utilizó un láser Nd:YAG de onda continua de 60 W acoplado a fibra que opera a una longitud de onda de 1064 nm. La salida del láser fue colimada y enviada a través de una lente esférica a la superficie. El tamaño del punto gaussiano en la superficie fue de 644 μm y el láser de calentamiento se colocó directamente entre la línea del láser de excitación SAW y el punto de detección mediante etapas de traslación. Las muestras fueron discos pulidos de Ti-6Al-4V con un diámetro de 25 mm y una altura de 13 mm. Se utilizó un código LabVIEW para controlar la potencia del láser de calentamiento y adquirir señales ultrasónicas del láser durante el proceso de calentamiento a una velocidad de adquisición de datos de 15 Hz (correspondiente a la velocidad de repetición del láser de excitación). Con una potencia láser de calentamiento dada, la adquisición de datos comenzó en un tiempo de calentamiento th = − 3 s, y las señales ultrasónicas del láser de un solo disparo se adquirieron continuamente durante todo el experimento. En th = 0 s se encendió el láser de calentamiento y la muestra se iluminó con una potencia constante durante 10 s, después de lo cual se apagó el láser de calentamiento. Para monitorear el enfriamiento de la muestra, la adquisición de datos continuó durante 5 s después de que se apagó el láser de calentamiento. Luego se dejó que la muestra se enfriara a temperatura ambiente y se trasladó a una nueva posición. El procedimiento experimental se repitió un total de 10 veces con cada potencia de calentamiento y las señales ultrasónicas del láser recopiladas en cada momento, con respecto al encendido del láser de calentamiento en th = 0, se promediaron para mejorar la relación señal-ruido. Después de cada experimento, la superficie de la muestra se inspeccionó utilizando un microscopio óptico para detectar signos de fusión y decoloración de la superficie.

La Figura 5a muestra las señales ultrasónicas detectadas en varios momentos de calentamiento, con la característica destacada (inmersión negativa) correspondiente a la llegada de la onda acústica a la superficie. La forma de onda superior muestra la respuesta en ausencia de calentamiento de la superficie (th < 0) y el pico negativo en la llegada de la onda a la superficie se observa aproximadamente a 1,33 μs. Las siguientes cuatro curvas muestran las respuestas de desplazamiento en varios momentos después de encender el láser de calentamiento, y las dos últimas curvas muestran la respuesta 1 y 3 s después de apagar el láser de calentamiento. La forma de la onda acústica superficial permanece relativamente constante, pero su llegada se retrasa a medida que avanza el calentamiento. Esta falta de dispersión es esperable ya que los tiempos de calentamiento son largos y, por lo tanto, el campo térmico es relativamente constante en toda la profundidad de penetración de las ondas superficiales. La Figura 5b muestra resultados similares para una potencia de calentamiento del láser CW de 46 W. Las características básicas de las formas de onda a 30 W y 46 W son similares, pero el retraso en el SAW es más pronunciado con la mayor potencia de calentamiento debido al aumento de la temperatura en la región calentada por láser.

Señales ultrasónicas láser en muestras de Ti-6Al-4V con una distancia entre la fuente y el detector de 4,0 mm a temperatura ambiente, tiempos de calentamiento de 1, 3, 5 y 10 s, y tiempos de enfriamiento de 1 y 3 s para potencias de calentamiento del láser CW de (a) 30 W y (b) 46 W. Evolución temporal de los campos de desplazamiento, donde el tiempo del experimento de 0 s indica el momento en el que se enciende el láser de calentamiento, para potencias de calentamiento del láser CW de (c) 30 W y ( d) 46W.

Las Figuras 5c, d muestran la evolución del campo de desplazamiento a lo largo de estos experimentos para potencias de calentamiento del láser CW de 30 W y 46 W, respectivamente. La abscisa indica el tiempo del experimento, donde th = 0 representa el momento en el que se enciende el láser de calentamiento y se apaga el láser de calentamiento en th = 10 s, mientras que la ordenada indica el tiempo después del pulso del láser de excitación. La barra de color representa el desplazamiento fuera del plano de la superficie. En estas imágenes, la llegada de SAW tiene la amplitud más negativa que se muestra en rojo. En ambas imágenes, la llegada de las ondas a la superficie muestra un marcado retraso asociado con el inicio del calentamiento de la superficie. A esto le sigue un cambio más gradual entre th = 2 s y th = 10 s a medida que el calor se difunde a través de la muestra y la temperatura de la muestra comienza a acercarse al estado estable. Finalmente, se observa una rápida disminución del tiempo de llegada cuando se apaga el láser de calentamiento. Curiosamente, la potencia de calentamiento de 46 W no solo causa un mayor retraso en la onda superficial, sino que la forma de la llegada durante el tiempo de calentamiento es bastante diferente que el caso del láser de calentamiento de 30 W, y no hay una escala lineal simple entre ellos. Además, la microscopía óptica no reveló marcas visibles en la superficie de los experimentos de potencia de calentamiento de 30 W, mientras que hubo decoloraciones claras y cambios en la textura de la superficie, indicativos de fusión de la superficie, como resultado de los experimentos de potencia de calentamiento de 46 W.

El contenido de frecuencia de las ondas acústicas superficiales generadas en estos experimentos alcanza los 32 MHz. A esta frecuencia y con un tiempo de calentamiento lento de 10 s, la SAW es mínimamente dispersiva con el aumento de las temperaturas, como se ve en la Fig. 5, mientras que el retraso de la SAW es sensible a la potencia de calentamiento o al estado de la superficie. El tiempo de llegada del pico negativo de la onda superficial se determinó en función del tiempo de calentamiento para diferentes potencias del láser. Luego se determinó el retraso de la onda superficial restando el tiempo de llegada a la temperatura ambiente. La Figura 6a muestra los retrasos de las ondas superficiales transitorias en tiempo real para potencias de calentamiento de 30, 34 y 40 W. Tenga en cuenta que con estas potencias de calentamiento más bajas, todas las curvas muestran una forma similar. Si estas curvas se dividen por la potencia del láser de calentamiento para determinar el retardo de onda superficial normalizado (en unidades de ns/W), todas las curvas colapsan en una sola curva como se muestra en la Fig. 6b. Esto indica que en este régimen, el retardo de la onda superficial es una función lineal simple de la potencia de calentamiento. La microscopía óptica confirmó que no hubo cambios visibles en la superficie después del calentamiento en este rango de potencia. Sin embargo, a potencias de calentamiento más altas, la respuesta es bastante diferente: los experimentos realizados a 46, 48 y 56 W dieron como resultado marcas visibles y cambios en la textura de la superficie. Las curvas de retardo para estas potencias de calentamiento se representan en la Fig. 6c junto con los resultados del experimento de 30 W durante el cual no se observaron cambios en la superficie. El retraso SAW es significativamente más pronunciado y los gráficos de retraso de las ondas superficiales normalizadas en la Fig. 6d muestran un claro cambio de forma. Si bien todas las curvas siguen la curva de calefacción de 30 W para tiempos de calentamiento tempranos, las desviaciones comienzan en momentos posteriores, y las desviaciones ocurren antes para potencias más altas. Se plantea la hipótesis de que la no linealidad en la curva está asociada con el cambio de fase y la presencia de fusión superficial.

(a) Retrasos de ondas superficiales transitorias en tiempo real y (b) Retrasos de ondas superficiales normalizadas, en unidades de ns/W, para potencias de calentamiento de 30, 34 y 40 W. (c) Retrasos de ondas superficiales transitorias en tiempo real y ( d) retrasos normalizados de las ondas superficiales para calentar potencias de láser de 30, 46, 48 y 56 W.

Se realizaron experimentos de calentamiento incremental en los que la potencia del láser se fijó en 48 W pero el tiempo de iluminación se varió entre 0,5 sy 10,0 s en intervalos de 0,5 s. La superficie de la muestra se observó ópticamente después de cada intervalo y la muestra se trasladó entre mediciones de modo que se iluminara una nueva región. La Figura 7a muestra un subconjunto de datos de retardo de las ondas superficiales, lo que demuestra nuevamente que las ondas superficiales pueden ser muy efectivas para la caracterización del campo térmico transitorio. La Figura 7b muestra un acercamiento de los primeros 5,0 s de retardo de onda superficial normalizado para potencias de láser de calentamiento de 30 W y 48 W. Las curvas son casi idénticas hasta aproximadamente 2,0 s de iluminación, después de lo cual la curva de 48 W muestra un aumento significativo. mayor retraso. Las micrografías ópticas de la superficie se muestran en la Fig. 7c. No hay decoloración de la superficie detectable antes de 2,0 s de calentamiento. Sin embargo, hay una clara indicación de una región de fusión que comienza a los 2,0 s y esta región continúa creciendo con tiempos de calentamiento más prolongados.

(a) Subconjunto de datos de retardo de onda superficial del experimento de calentamiento incremental con una potencia de láser fija de 48 W. (b) Ampliación del retardo de onda superficial normalizado para potencias de láser de calentamiento de 30 W y 48 W. (c) Óptico micrografías de la superficie de la muestra después de los tiempos de calentamiento indicados.

Tenga en cuenta que en los resultados del modelado, se utilizó un modelo de iluminación unidimensional para dilucidar los efectos del calentamiento y fusión de la superficie en la propagación de ondas superficiales. Por tanto, no es posible una comparación cuantitativa con resultados experimentales, en los que las ondas se propagan a través de una región calentada con una fuente láser gaussiana. Sin embargo, existe un acuerdo cualitativo entre los dos con un rápido retraso en la velocidad de la onda superficial al inicio de la iluminación y una mayor disminución en la velocidad de la onda superficial asociada con la fusión. Las curvas de retardo de ondas acústicas de superficie, como las que se muestran en las Figs. 6 y 7, pueden resultar útiles para monitorear procesos térmicos inducidos por láser, particularmente en casos más complejos que involucran transformación de fase. Los cambios en estas curvas indican variaciones en los parámetros del láser de calentamiento o en la interacción láser-material. Estos resultados experimentales se limitan a un calentamiento relativamente lento, donde la temperatura es uniforme en la profundidad de penetración de la onda superficial. Se puede utilizar un láser pulsado con una tasa de repetición más alta para sondear procesos térmicos más rápidos y potencialmente obtener información cuantitativa sobre la zona calentada, incluida la distribución de temperatura y la profundidad del charco de fusión. También es importante señalar que las técnicas de fabricación aditiva por láser se llevan a cabo en forma de capas, y la formación de pistas y la superposición añaden complejidad a los procesos de calentamiento y fusión.

Los ultrasonidos basados ​​en láser son una técnica sin contacto que se puede utilizar para monitorear procesos transitorios de calentamiento y fusión inducidos por láser. Se realizaron simulaciones numéricas para demostrar que, para un haz de calentamiento espacialmente uniforme, las ondas acústicas superficiales inducidas por láser están fuertemente influenciadas por las condiciones de calentamiento de la superficie, son dispersivas en el caso de un calentamiento rápido y que se produce una reducción abrupta de la velocidad al inicio del calentamiento superficial. derritiendo. Los resultados experimentales complementarios monitorean el cambio transitorio del tiempo de viaje de las ondas superficiales asociado con el calentamiento superficial del láser de alta potencia. Se observa un acuerdo cualitativo entre la teoría y el experimento: ambos muestran una rápida reducción en la velocidad de la onda superficial al inicio de la iluminación y una mayor disminución en la velocidad de la onda superficial asociada con la fusión. En última instancia, esta técnica puede encontrar aplicación en el mapeo de campos térmicos transitorios inducidos por láser y zonas de fusión, proporcionando información crítica para el control de procesos en tiempo real en sistemas de fabricación avanzados, incluidos aquellos que dependen de la fusión de lechos de polvo por láser.

Los conjuntos de datos generados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

Von Allmen, M. y Blatter, A. Interacciones del rayo láser con materiales: principios físicos y aplicaciones (Springer, 1995).

Reservar Google Académico

Ready, JF Efectos de la radiación láser de alta potencia (Academic Press, 1971).

Google Académico

Ye, J. et al. Mecanismos de acoplamiento de energía y comportamiento de escalado asociados con la fabricación aditiva por fusión de lechos de polvo láser. Adv. Ing. Madre. 21, 1900185 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Khairallah, SA et al. Control de la dinámica interdependiente de mesonanosegundos y la generación de defectos en la impresión 3D de metal. Ciencia 368, 660–665 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Mercelis, P. y Kruth, J. Tensiones residuales en sinterización selectiva por láser y fusión selectiva por láser. Prototipo rápido. J. 12, 254–265 (2006).

Artículo de Google Scholar

Thijs, L., Verhaeghe, F., Craeghs, T., Humbeeck, JV y Kruth, J.-P. Un estudio de la evolución microestructural durante la fusión selectiva por láser de Ti – 6Al – 4V. Acta Mater. 58, 3303–3312 ​​​​(2010).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Matthews, MJ y cols. Denudación de capas de polvo metálico en procesos de fusión láser de lechos de polvo. Acta Mater. 114, 33–42 (2016).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Khairallah, SA, Anderson, AT, Rubenchik, A. & King, WE Fabricación aditiva por fusión de lecho de polvo láser: física del flujo de fusión complejo y mecanismos de formación de poros, salpicaduras y zonas de denudación. Acta Mater. 108, 36–45 (2016).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Grasso, M. & Colosimo, BM Defectos de proceso y métodos de monitoreo in situ en la fusión de lechos de polvo metálico: una revisión. Medidas. Ciencia. Tecnología. 28, 044005 (2017).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Beso, AM y col. Dinámica de defectos de ojo de cerradura inducidos por láser durante la fabricación aditiva de metales. Adv. Ing. Madre. 21, 1900455 (2019).

Artículo de Google Scholar

King, WE et al. Fabricación aditiva de metales por fusión de lecho de polvo láser; desafíos físicos, computacionales y de materiales. Aplica. Física. Rev. 2, 041304 (2015).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Everton, SK, Hirsch, M., Stravroulakis, P., Leach, RK y Clare, AT Revisión del monitoreo de procesos in situ y metrología in situ para la fabricación de aditivos metálicos. Madre. Des. 95, 431–445 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Rieder, H., Dillhöfer, A., Spies, M., Bamberg, J. & Hess, T. Monitoreo ultrasónico en línea de procesos de fabricación aditiva basados ​​en fusión selectiva por láser. Conferencia AIP. Proc. 1650, 184-191. https://doi.org/10.1063/1.4914609 (2015).

ADS del artículo Google Scholar

Kouprianoff, D., Yadroitsava, I., du Plessis, A., Luwes, N. y Yadroitsev, I. Monitoreo de la fusión de lechos de polvo láser mediante emisión acústica: investigación de capas y pistas individuales. Frente. Mec. Ing. 7, 678076 (2021).

Artículo de Google Scholar

Shevchik, SA, Masinelli, G., Kenel, C., Leinenbach, C. & Wasmer, K. Aprendizaje profundo para el monitoreo de calidad in situ y en tiempo real en la fabricación aditiva mediante emisión acústica. Traducción IEEE. Ind. Inf. 15, 5194–5203 (2019).

Artículo de Google Scholar

Dalong, L. & Ebbini, ES Imágenes de temperatura 2-D en tiempo real mediante ultrasonido. Traducción IEEE. Biomédica. Ing. 57, 12-16 (2010).

Artículo de Google Scholar

Lai, P. y col. Monitoreo en tiempo real de la formación de lesiones por ultrasonido enfocado de alta intensidad mediante detección acústico-óptica. Médico de ultrasonido. Biol. 37, 239–252 (2011).

Artículo PubMed Google Scholar

Gillespie, J. y col. Caracterización in situ de piscinas de fusión generadas por láser mediante ultrasonido sincronizado e imágenes de rayos X de alta velocidad. J. acústico. Soc. Soy. 150, 2409–2420 (2021).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Yang, T. y col. Monitoreo in situ y mapeo de elasticidad ex situ de una piscina de fusión de metales inducida por láser mediante ultrasonido: enfoques numéricos y experimentales. J. Manuf. Procesos 71, 178–186 (2021).

Artículo de Google Scholar

Klein, M. & Sears, J. Inspección ultrasónica láser de 316LSS y TI-6-4 revestidos con láser. en el Congreso Internacional sobre Aplicaciones de Láseres y Electroóptica 1006 (Laser Institute of America, 2004). https://doi.org/10.2351/1.5060183.

Manzo, AJ & Helvajian, H. Excitación ultrasónica con láser pulsado y detección heterodina para el control de procesos in situ en la fabricación con láser 3D. J. Aplicación láser. 29, 012012 (2017).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Manzo, AJ & Helvajian, H. Utilidad de la detección óptica de desplazamiento heterodino y los ultrasonidos láser como diagnóstico de control de procesos in situ para la fabricación aditiva. Optar. Ing. 57, 1 (2018).

Artículo de Google Scholar

Davis, G. y col. Inspección láser por ultrasonidos de componentes fabricados aditivos. En t. J. Adv. Fabricante. Tecnología. 102, 2571–2579 (2019).

Artículo de Google Scholar

Smith, RJ y cols. Espectroscopia acústica resuelta espacialmente para fusión selectiva por láser. J. Mater. Proceso. Tecnología. 236, 93-102 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Yamada, H., Kosugi, A. & Ihara, I. Monitoreo sin contacto de la distribución de la temperatura de la superficie mediante exploración por ultrasonido láser. Japón. J. Aplica. Física. 50, 07HC06 (2011).

Artículo de Google Scholar

Shi, Y.-A. et al. Un método para reconstruir la distribución de temperatura interna en una estructura sólida. J. No destrucción. Evaluación. 39, 48 (2020).

Artículo de Google Scholar

Queheillalt, DT & Wadley, HNG Detección ultrasónica por láser de la fusión y solidificación del telururo de cadmio. J.Cristal. Crecimiento 225, 34–44 (2001).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Koo, KM, Jeong, DG, Choi, JH & Ko, DY Un nuevo sistema de medición de temperatura muy alta en pila atómica utilizando tiempo de retardo ultrasónico. en Actas de la Conferencia Internacional IEEE Región 10 sobre Tecnología Eléctrica y Electrónica. TENCON 2001 (Nº de catálogo 01CH37239) vol. 2 860–863 (IEEE, 2001).

Hinterlechner, I. et al. Monitoreo in situ de la transformación de fase en Ti-6Al-6V-2Sn mediante ultrasonido láser. No destrucción. Evaluación de pruebas. 33, 130-138 (2018).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Kruger, SE y Damm, EB Monitoreo de la descomposición de austenita mediante velocidad ultrasónica. Madre. Ciencia. Ing. A 425, 238-243 (2006).

Artículo CAS Google Scholar

Shinbine, A., Garcin, T. y Sinclair, C. Medición ultrasónica con láser in situ de la transformación de hcp a bcc en titanio comercialmente puro. Madre. Carácter. 117, 57–64 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Saunders, N., Guo, UKZ, Li, X., Miodownik, AP y Schillé, J.-P. Uso de JMatPro para modelar propiedades y comportamiento de materiales. JOM 55, 60–65 (2003).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Rose, JL Ondas ultrasónicas en medios sólidos (Cambridge University Press, 1999).

Google Académico

Ogi, H. y col. Constantes elásticas de alta temperatura del titanio a través de la transformación de fase hcp-bcc. Acta Mater. 52, 2075-2080 (2004).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Singh, RK y Narayan, J. Un método novedoso para simular interacciones láser-sólido en semiconductores y estructuras en capas. Madre. Ciencia. Ing. B 3, 217–230 (1989).

Artículo de Google Scholar

Welsch, G., Boyer, R. & Collings, EW Materials Properties Handbook: Titanium Alloys (ASM International, 1994).

Google Académico

Smithells, CJ, Gale, WF y Totemeier, TC Libro de referencia de metales Smithells (Elsevier Butterworth-Heinemann, 2004).

Google Académico

Mills, KC Valores recomendados de propiedades termofísicas para aleaciones comerciales seleccionadas (Woodhead, 2002).

Reservar Google Académico

Casas, J., Kéita, NM & Steinemann, SG Velocidad del sonido en titanio líquido, vanadio y cromo. Física. Química. Líquidos 14, 155-158 (1984).

Artículo CAS Google Scholar

Wood, RF y Giles, GE Teoría macroscópica del recocido por láser pulsado. I. Transporte térmico y fusión. Física. Rev. B 23, 2923–2942 (1981).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Cheng, A., Murray, TW y Achenbach, JD Simulación de ondas ultrasónicas generadas por láser en placas estratificadas. J. acústico. Soc. Soy. 110, 848–855 (2001).

ADS del artículo Google Scholar

Spicer, JB, McKie, ADW y Wagner, JW Teoría cuantitativa para ondas ultrasónicas láser en una placa delgada. Aplica. Física. Letón. 57, 1882–1884 (1990).

Artículo ADS CAS Google Scholar

McDonald, FA Sobre el precursor de las formas de onda de ultrasonido generadas por láser en metales. Aplica. Física. Letón. 56, 230–232 (1990).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Sanderson, T., Ume, C. y Jarzynski, J. Ultrasonido generado por láser: un análisis termoelástico de la fuente. Ultrasonidos 35, 115-124 (1997).

Artículo CAS Google Scholar

Murray, TW, Krishnaswamy, S. & Achenbach, JD Generación láser de ultrasonidos en películas y recubrimientos. Aplica. Física. Letón. 74, 3561–3563 (1999).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Bertoni, HL y Tamir, T. Teoría unificada del fenómeno del ángulo de Rayleigh para haces acústicos en interfaces líquido-sólido. Aplica. Física. 2, 157-172 (1973).

ADS del artículo Google Scholar

Biot, MA La interacción de las ondas Rayleigh y Stoneley en el fondo del océano*. Toro. Sísmol. Soc. Soy. 42, 81–93 (1952).

Artículo MathSciNet Google Scholar

Meegan, GD, Hamilton, MF, Il'inskii, YA & Zabolotskaya, EA Ondas no lineales de Stoneley y Scholte. J. acústico. Soc. Soy. 106, 1712-1723 (1999).

ADS del artículo Google Scholar

Murray, TW, Balogun, O., Steen, TL, Basu, SN y Sarin, VK Inspección de recubrimientos de mullita graduados por composición mediante ultrasonidos basados ​​en láser. En t. J. Materia dura de metales refractarios. 23, 322–329 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Ing, RK y Monchalin, J.-P. Detección óptica de banda ancha de ultrasonidos mediante mezcla de dos ondas en un cristal fotorrefractivo. Aplica. Física. Letón. 59, 3233–3235 (1991).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Blouin, A. & Monchalin, J. Detección del movimiento ultrasónico de una superficie de dispersión mediante mezcla de dos ondas en un cristal fotorrefractivo de GaAs. Aplica. Física. Letón. 65, 932–934 (1994).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Delaye, P. y col. Detección de movimiento ultrasónico de una superficie de dispersión mediante InP fotorrefractivo: Fe bajo un campo de CC aplicado. J. Optar. Soc. Soy. B 14, 1723 (1997).

Artículo ADS CAS Google Scholar

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Este trabajo fue realizado bajo los auspicios del Departamento de Energía de EE. UU. por el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore bajo el Contrato DE-AC52-07NA27344 y fue apoyado por el Programa LLNL-LDRD bajo el Proyecto No. 19-ERD-008. El número de publicación del documento es LLNL-JRNL-831155. REM agradece al Consorcio Nacional GEM por apoyar la preparación de este manuscrito. Los autores agradecen a Mark McDaniel, ilustrador técnico principal del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, por su ayuda en la creación de la Fig. 4.

Departamento de Ingeniería Mecánica, Universidad de Colorado, 1111 Engineering Drive, Boulder, CO, 80309, EE. UU.

Rosa E. Morales y Todd W. Murray

Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, Livermore, CA, 94550, EE. UU.

Kathryn J. Harke, Joseph W. Tringe y David M. Stobbe

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TWM, DMS y R.EM. sugirió los experimentos. MOVIMIENTO RÁPIDO DEL OJO. construyó los modelos analíticos, realizó los experimentos, analizó los datos y preparó figuras. JWT, DMS y TWM adquirieron financiación para este trabajo. JWT y KJH proporcionaron recursos para el trabajo relevante. REM y TWM escribieron el manuscrito. Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Todd W. Murray.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Morales, RE, Harke, KJ, Tringe, JW et al. Monitoreo ultrasónico láser en tiempo real de procesos térmicos inducidos por láser. Informe científico 12, 9865 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-13940-5

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Recibido: 10 de febrero de 2022

Aceptado: 30 de mayo de 2022

Publicado: 14 de junio de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-13940-5

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