Nondestructive Quality Control in Powder Metallurgy using Hyperspectral Imaging

要約

金属粉末の純度を測定することは、積層造形製品の品質を維持するために重要です。
汚染は、複数の理由によって引き起こされる可能性があり、完成時のコンポーネントのひび割れや誤動作につながる可能性がある最も頭痛の種の問題の1つです。
冶金学的状態を評価するための既存の方法は、ほとんどの場合時間がかかり、主に材料の組成ではなく構造の物理的完全性に焦点を合わせています。
ハイパースペクトルイメージング（HSI）は、空間情報とともに広い周波数範囲からスペクトルデータをキャプチャすることにより、温度、水分、化学組成のわずかな違いを検出できます。
したがって、HSIは、この課題に取り組むための独自の方法を提供できます。
この論文では、近赤外HSIカメラを使用して、金属粉末の非破壊検査のためのHSIのアプリケーションを紹介します。
粉末の特性評価、汚染の検出、バンド選択分析など、3つのステップバイステップのケーススタディに関する技術的な前提条件と解決策が詳細に示されています。
実験結果は、粉末冶金のNDTに対するHSIおよび関連するAI技術の大きな可能性、特に工業生産環境を満たす可能性を十分に示しています。

要約(オリジナル)

Measuring the purity in the metal powder is critical for preserving the quality of additive manufacturing products. Contamination is one of the most headache problems which can be caused by multiple reasons and lead to the as-built components cracking and malfunctions. Existing methods for metallurgical condition assessment are mostly time-consuming and mainly focus on the physical integrity of structure rather than material composition. Through capturing spectral data from a wide frequency range along with the spatial information, hyperspectral imaging (HSI) can detect minor differences in terms of temperature, moisture and chemical composition. Therefore, HSI can provide a unique way to tackle this challenge. In this paper, with the use of a near-infrared HSI camera, applications of HSI for the non-destructive inspection of metal powders are introduced. Technical assumptions and solutions on three step-by-step case studies are presented in detail, including powder characterization, contamination detection, and band selection analysis. Experimental results have fully demonstrated the great potential of HSI and related AI techniques for NDT of powder metallurgy, especially the potential to satisfy the industrial manufacturing environment.

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