Журнал прикладного машиностроения

Абстрактный

Ультразвуковая томография для пространственно-разрешенных измерений температуры расплава в процессах литья под давлением

Хопманн К. и Випперфюрт Дж.

В процессах литья под давлением измерение распределения температуры очень важно для проверки моделей, используемых для имитационного проектирования деталей, из-за высокого влияния на усадку и коробление отлитой детали, но также очень сложно для измерения. Во время процесса литья под давлением возникают высокие давления в форме, и полость нелегко доступна. Поэтому контактные датчики не могут использоваться, поскольку они вызывают сдвиговое напряжение в расплаве, что изменяет поведение потока расплава и, следовательно, температурное поле. В этой работе мы представляем метод бесконтактного определения распределения температуры отлитой детали во время литья под давлением с использованием ультразвуковой томографии. С помощью ультразвуковых измерений времени пролета с разных направлений можно реконструировать распределение скорости ультразвука в поперечном сечении отлитой детали. С помощью этого распределения температурное поле можно рассчитать с использованием дополнительных характерных свойств материала. На основе этой концепции была спроектирована литьевая форма, которая позволяет выполнять ультразвуковую томографию с 20 ультразвуковыми преобразователями, радиально расположенными вокруг цилиндрической полости. Это позволяет определять температуру в реальных условиях процесса с пространственным разрешением 3,5 мм2. Высокопараллельное измерительное устройство позволяет записывать несколько полных наборов данных, прежде чем больше сигналов не будет обнаружено из-за усадки отлитой детали. В течение нескольких циклов литья под давлением все позиции датчиков смогли обнаружить заметные сигналы. Из-за внутренней обработки сигналов измерительного устройства пока невозможно рассчитать время прибытия ультразвукового сигнала, но амплитудные сканирования показывают общую осуществимость ультразвуковой томографии во время литья под давлением.