Сканирующий терагерцовый дефектоскоп в аддитивном производстве полимерных конструкций

Abstract

В работе представлены результаты разработки и тестирования радиоволнового дефектоскопа полимерных композитов в терагерцовом диапазоне частот. Дефектоскоп был реализован по квазиоптической схеме, состоящей из генератора монохроматического излучения (лампа обратной волны), детектора (акустооптический преобразователь), системы позиционирования объекта на основе линейных трансляторов, модуля ввода-вывода и тефлоновых линз. Тестирование дефектоскопа проводилось на частоте 872 ГГц на многослойном объекте, включающим дефекты в виде текста, изготовленные методом послойного наплавления из электропроводящего полимерного материала между оптически непрозрачными диэлектрическими пластинами из акрилонитрилбутадиенстирола. Сопоставление результатов визуализации и оптической микроскопии поверхности подтверждает возможность использования терагерцового дефектоскопа в аддитивном производстве конструкций.

The results of the development and testing of a radio wave flaw detector for polymer composites in the terahertz frequency range are presented in the paper. A flaw detector based on a quasi-optical circuit made of Teflon lenses, including a generator (backward wave tube), a detector (acousto-optic converter), an object positioning system based on linear translators and an input-output module has been was manufactured The flaw detector has been tested at a frequency of 872 GHz on a multilayer object, including defects in the form of text, produced by layer-by-layer fusion of an electrically conductive polymer material between optically opaque dielectric plates made of acrylonitrile butadiene styrene. Comparison of the results of visualization and optical microscopy of the surface confirms the possibility of using the flaw terahertz detector in the additive manufacturing of structures. Approbation of the flaw detector on a test object made of two optically opaque materials demonstrates the potential of using radio wave visualization of structures in additive manufacturing. Due to the high spatial resolution combined with the safety of terahertz radiation, this instrument can be used in production as an adjunct to X-ray diagnostic methods. Further development of the flaw detector will be targeted at the development of radio wave phase contrast imaging using digital holography methods.