私たちの貢献では、 材料試験 破壊および非破壊材料試験の分野における最新の傾向と発展に焦点を当てます。品質管理から品質管理まで、これらの手法を産業界で使用する方法を学びます。 研究。重要な質問に答え、次のような最新のテクノロジーがどのように活用されるかを示します。 生成的 人工知能 材料試験の効率と精度を向上させます。
コンテンツ
2024 年の材料試験 – 最も重要なことの概要
材料試験は製品開発における重要なステップであり、 品質保証。主要な試験方法には、超音波や X 線試験などの非破壊試験や、引張強度や硬度などの応力の機械的試験が含まれます。
材料試験の利点は多岐にわたります。正確な分析により、次のことが可能になります。 材料欠陥を早期に検出 解決され、製品の品質が向上しました。材料テストにより生産プロセスの最適化も可能になり、コスト削減と生産効率の向上につながります。
材料試験の開発は近年大きく進歩しました。これにより、材料のより正確かつ効率的な分析が可能になり、製品の品質と安全性が向上します。の助けを借りて 生成AI テスト手順を最適化し、迅速化できるようになりました。
非破壊材料試験
現在、非破壊材料試験では次のような技術的進歩が見られます。
- デジタルレントゲン撮影 改善された X 線技術により、材料の欠陥や欠陥をより正確に検査するための、より詳細で高速な画像化が可能になります。
- 超音波フェーズドアレイ 音波ビームの角度を電子的に制御して亀裂、ボイド、その他の欠陥を検出することにより、より正確で柔軟な超音波検査が可能になります。
- テラヘルツイメージング テラヘルツ放射を使用して多層構造や複合材料を検査します。
- ドローン技術 橋梁などのアクセスが困難な構造物の検査に。 風力タービン または高圧線。
- 人工知能 と機械学習は、アルゴリズムを通じてデータ分析とエラー検出を向上させます。
破壊材料試験
また、次のような破壊材料試験も進歩しています。
- 高速テスト 極限条件下での材料の挙動を分析する動的荷重試験用。
- Nanoindentaiton(ナノインデンテーション) マイクロおよびナノスケールでの機械的特性の測定が可能になります。
- 自動試験システム 完全に自動化されたテストプロセスにより、効率と精度が向上します。
- 環境シミュレーション 高温/低温、湿度、腐食などの極端な環境条件をシミュレートできるテストチャンバーの進歩により。
- 3Dを印刷 と アディティブマニュファクチャリング 新しい材料や構造では、特定の試験手順の開発が必要になります。
実用的な例における生成 AI
の適用 生成AI 材料試験手順では、より効率的、正確、かつコスト効率の高い材料試験が可能になります。これは、航空宇宙産業やその他の産業など、高い安全基準を持つ産業に特に当てはまります。 自動車産業 は非常に重要です。生成人工知能 (AI) を通じて材料試験手順を最適化および高速化する実際の例は、超音波試験を使用した非破壊試験 (NDT) における自動エラー検出への応用です。
状況: 超音波検査は音波を使用して、亀裂や空隙などの材料の内部欠陥を検査します。従来、このためには経験豊富な検査官が超音波画像を手動で分析する必要がありましたが、時間がかかり、人的ミスが発生しやすい場合がありました。
生成AIアプリケーション: 生成 AI をトレーニングして、超音波画像を自動的に分析し、異常を特定することができます。これは、正常な材料状態と欠陥のある材料状態の両方を示す多数の超音波画像を使用して深層学習モデルをトレーニングすることによって行われます。
プロセス:
- データ収集: まず、さまざまな種類の材料欠陥を含む超音波画像の大規模なデータベースが収集されます。
- トレーニング: AI はこれらの画像でトレーニングされ、特定の材料欠陥を示すパターンと特徴を認識する方法を学習します。
- 最適化: モデルは、精度と信頼性を向上させるために、新しいデータを使用して継続的に最適化されます。
結果：AI は人間の検査者よりもはるかに速く超音波画像を分析し、高精度で欠陥を特定できるようになりました。これにより、AI が一貫して動作し、疲労などの人的要因の影響を受けないため、テストプロセスが大幅に加速され、結果の信頼性が高まります。
追加の特典: AI は、人間のレビュー担当者には明らかではないデータの傾向やパターンを特定するのにも役立ち、物質的な動作をより深く理解し、新しい関係性を発見できる可能性があります。
新しい開発と応用
非破壊材料試験と破壊材料試験の両方に大きなメリットがあります デジタル技術これにより、より効率的かつ正確な試験方法が可能になるほか、材料試験に新たな課題や機会をもたらす新しい材料や製造技術の開発が可能になります。以下に業界の新製品と応用例を紹介します。
金属およびプラスチックの水素用途のための材料試験
18.01.2024 年 XNUMX 月 XNUMX 日 | ～の重要性が高まる中、 水素 環境に優しいエネルギー源として、オーストリアの サイオフレックス水素 GmbH は、水素製品の正確な試験と認証を非常に重視しています。
高度な使用 ズウィックロエル 試験ラボの試験機により、現実的で信頼性の高い材料試験が可能になります。これらのテストは、水素脆化などの課題に対処し、材料の完全性を維持するために重要です。 水素影響を正確に評価します。
「ツビック ローエルの試験システムを使用すると、適用条件下での材料特性を完全に特徴付けることができます。これにより、水素の影響下での材料特性評価の全く新しい分野を切り開くことができます。」 博士。ベルント・ステッサー, Scioflex Hydrogen GmbH マネージングディレクター。
2 台の材料試験機 – 複数の試験方法
Scioflex Hydrogen はこれを試験ラボで使用しています クリープ試験機 カッパ100 SS-CFと サーボ油圧 包括的な材料試験用の Zwick Roell HA100。これらの最先端の試験機は、金属やプラスチックの幅広い試験に使用されています。
これには金属も含まれます 中空サンプル試験、ねじ山サンプルの引張試験と疲労試験、および CT サンプル 1/2 ' の破壊力学調査。試験へ プラスチック これには、引張試験、動的機械特性評価、疲労試験、およびさまざまな破壊力学の調査が含まれます。
これらの機械を組み合わせることで、幅広い周波数と負荷の試験範囲が可能になります。試験速度の点では、Kappa 100 SS-CF の低速からサーボ油圧試験機 HA100 の高速まで相互に補完します。
どちらの試験機も低ひずみ速度の範囲での作業に使用できます。 低速ひずみ速度試験 (SSRT) は、調査を実施し、最大 20 Hz の周波数までの破壊力学または疲労実験を実施します。さまざまな力センサーのおかげで、最大 100 kN までのさまざまな荷重範囲をカバーでき、-40° ～ 100°C の温度範囲での測定用にオプションの温度チャンバーを実装できます。
硬さ試験 |ビッカース、ロックウェル、ブリネル＆カンパニーによると
14.11.2023 年 XNUMX 月 XNUMX 日 |特に金属に関しては、これが最も一般的です。 硬度試験 材料を機械的にテストする必要がある場合に使用されます。今回の記事では、この分野の最新の進歩について紹介します。 ヴィッカース、ヌープ - そして、 ブリネル-硬さ試験手順。材料科学のこの分野に関するご質問にもお答えします。
オフショア風力タービンの材料試験とシミュレーション
20.10.2020 | フロイデンベルグ Sealing Technologies (FST) は、海洋コンポーネントの性能と寿命を向上させるエラストマー材料の材料試験プロセスとシミュレーション方法を開発しました。 風力タービン 改善しましょう。 材料シミュレーションは、タービンの寿命全体にわたって材料がどのように動作するかを分析します。
金属のノッチ付き衝撃試験用の振り子衝撃試験機
28.11.2018年XNUMX月XNUMX日| の ノッチ付きバー衝撃試験 は、材料の靭性を比較的迅速に、わずかな労力で測定できる材料試験方法です。 新しいと 振り子 金属のノッチ付きバー衝撃曲げ試験用の HIT450P は、ツビック ロエルが試験に最適に調整した装置を提供します。
実際の状態でのコンピュータ断層撮影による材料試験
04.04.2018年XNUMX月XNUMX日 |実業家 計算されました (CT) は、材料の非破壊検査の標準手順として長い間確立されてきました。複雑な内部および外部の特徴を正確に分析、確認、測定できる機能のおかげで、CT の人気は高まり続けています。このプロセスは、実際の動作条件下でワークピースを検査できる場合に特に貴重な情報を提供します。 ディオンド 「in situ CT」で実現。
気候変動室は、定義された温度 (または温度曲線) を生成および維持することができ、今日の品質保証の不可欠な部分であり、保管または老化プロセス、および特定の気候におけるコンポーネントの機能を実証するために使用されます。これらの発見は、製品の寿命とユーザーの安全性の向上に大きく貢献します。 In-situ CT は、これら 2 つの方法を組み合わせてコンポーネントをテストします。コンピューター断層撮影システムには、一体型の大型恒温室が備わっています。
途中の方は 電動モビリティ 使用されているリチウムイオン電池は、特にエネルギー密度が非常に高いため、自動車業界に安全性に関する疑問を投げかけています。温度は材料の内部構造や形状にどのような影響を与えるのでしょうか?長期にわたる高温や低温、あるいは強い温度変動下で材料はどのように動作するのでしょうか? in-situ CT は、-72°C ～ +180°C の温度でバッテリー内部を高解像度で観察します。高密度と比較的大きな寸法の組み合わせにより、 電池 600kVの高性能X線管を使用しています。
よくある質問
非破壊材料試験とは何ですか?
非破壊材料試験 (NDT) は、材料の特性、欠陥、凹凸、またはその他の材料パラメータを検査する手順です。 せずに ワーク自体 損傷する または将来の使いやすさを損なう可能性があります。
破壊材料試験の手順は何ですか?
破壊材料の試験方法には次のようなものがあります。
- 曲げ試験 材料の曲げ強度と剛性を決定します。
- 圧力試験 圧縮強度と圧力下での材料の挙動を決定します。
- 疲労試験 反復的なストレスや周期的疲労に対する耐性を測定します。
- 硬度試験 貫通または変形に対する材料の抵抗を測定します (ブリネル、ビッカース、ロックウェルなど)。
- ノッチ付きバー衝撃試験 特に低温での材料の靭性と破壊エネルギーを決定します。
- クリープ試験 高温で一定の負荷がかかった状態での材料の長期的な挙動を調査します。
- 引張試験 材料の引張強度、伸び、変形挙動を測定します。
破壊試験とは何ですか?
破壊材料試験は、材料、コンポーネント、または部品を破壊する手順です。 失敗するまで 強度、伸び、硬度、靱性などの物理的特性を測定するためにテストされます。このタイプのコンポーネントのテストは、テスト対象物の損傷または破壊につながります。
非破壊材料試験の一部となる手順はどれですか?
非破壊的な材料試験方法には次のようなものがあります。
- 計算されました (CT) は、X 線を使用して物体の内部の詳細な断面画像を作成し、それを組み合わせると、検査対象物の 3 次元モデルが再構成されます。
- 浸透探傷試験 染料浸透加工とは、素材に色や蛍光の液体を塗布することで、表面の欠陥を可視化する加工です。
- 磁粉試験 磁場の印加により、強磁性材料の表面亀裂を検出できます。
- X線およびガンマ線検査 電離放射線を使用して材料の内部を検査し、欠陥を検出します。
- 超音波検査 高周波音波を使用して材料の内部欠陥を検出します。
- ビジュアル検査 材料サンプルまたはコンポーネントを視覚的に、または虫眼鏡や内視鏡などの補助具を使用して評価します。
- 渦電流検査 電磁場を使用して、導電性材料の表面および表面下の欠陥を検出します。
- サーモグラフィ ナッツ 赤外線カメラ 潜在的な材料欠陥を示す可能性のある熱の違いを検出します。
出典: この記事は、Diondo、Freudenberg、Zwick Roell の企業からの情報に基づいています。
