Ultrasonic testing of components produced with additive manufacturing : Towards improved detection and classification of defects

• The focus in this work is on the use of ultrasonic testing as a method for inspecting components manufactured through additive manufacturing (AM) processes. The research is rooted in the need for effective non-destructive testingtechniques that can adapt to the unique challenges posed by AM-produced materials, including complex defect geometries and surface conditions.Ultrasonic testing is a versatile form of non-destructive testing, offering theability to detect internal flaws, such as voids, cracks, and inclusions, with highprecision and in real-time. Unlike many competing methods, ultrasonic testing works on most types of materials. Ultrasonic testing has been applied forinspection purposes for a long time. Now with emerging manufacturing methods, there is a need for evaluation techniques to keep up with this development.New data processing algorithms open up possibilities of extracting more information from the acquired signal.The thesis provides a review of UT’s capabilities in detecting and classifyingdefects within AM components, with a particular emphasis on the subtletiesintroduced by the layer-by-layer construction method inherent to AM technologies. The work advances development and validation of simulation modelsaimed at predicting the ultrasonic response from manufactured defects. Thesemodels are crucial for understanding the interaction between ultrasound wavesand material anomalies, offering insights into the potential for enhanced defectdetection strategies.The research also explores the practical case of integrating UT into the quality assurance processes by relying on mathematical simulation rather than experimental data. The findings suggest avenues for the refinement of creation of inspection procedure, including the the use of meta-models to cheaply acquire worst-case scenario defects, to better accommodate the specificities of AM materials.

• Den här avhandlingen handlar om ultraljudsprovning av additivt tillverkade metalkomponenter. Ultraljud är en av flera metoder som används för att detektera defekter i komponenter utan att förstöra komponenten i processen. Samlingsnamnet för dessa metoder är oförstörande provning. Oförstörande provning är en viktig pusselbit i samhällets säkerhet då det möjliggör identifiering och utvärdering av potentiella defekter i material, vilket förebygger olyckor och strukturella fel. Vidare är det en viktig del inom hållbar utveckling genom att maximera nyttjandet av komponenter då dessa inte behöver ersättas med ett överdrivet försiktigt underhållsintervall. Ultraljudsprovning fungerar genomatt ultraljud introduceras in i en komponent, varefter en givare registrerar ekon som uppstår när ljudvågorna interagerar med eventuella defekter. Detta möjliggör både lokalisering och storleksbedömning av defekter, t.ex. sprickor, bindfel eller porer.Resultaten av den här avhandlingen syftar till att ge förutsättningar för att förbättra tolkningen av dessa signaler, dels genom att experimentellt validera simuleringsmodeller, samt tillämpning av dessa modeller för att utveckla en metamodell för att prediktera amplitudsvaret från en mängd defekter inom en viss parameterrymd. Med verktyg som detta kan billigare inspektionsprocedurer möjliggöras genom att man till större del kan förlita sig på simulering av signaler snarare än att skaffa stort underlag med experimentell data.

Ämnesord

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Materialteknik -- Bearbetnings-, yt- och fogningsteknik (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Materials Engineering -- Manufacturing, Surface and Joining Technology (hsv//eng)

Nyckelord

Non-Destructive Testing (NDT)

Super alloys

Microstructure

Ultrasonic Testing (UT)

Productivity Enhancement

Production Technology

Produktionsteknik

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

lic (ämneskategori)