鑄(zhu)件(jian)工(gong)業CT三維(wei)檢(jian)測技(ji)術(shu)

鑄(zhu)件(jian)工(gong)業CT三維(wei)檢(jian)測技(ji)術(shu)

1、鑄(zhu)件(jian)檢(jian)測的(de)特點(dian)

鑄(zhu)件(jian)現(xian)廣(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)在(zai)航(hang)空、航(hang)天領(ling)域，包(bao)括鋁合(he)金、鎂(mei)合(he)鈦(tai)合(he)金和(he)高溫(wen)合(he)金等(deng)。同(tong)鑄(zhu)造和(he)毛(mao)坯加工(gong)形(xing)成工(gong)件(jian)相比(bi)，鑄(zhu)件(jian)成本(ben)低(di)，且(qie)能(neng)形(xing)成非(fei)常復雜的(de)形(xing)狀，這是加工(gong)技(ji)術(shu)難(nan)以做到的(de)。大(da)部分鑄(zhu)件(jian)中都(dou)有缺(que)陷(xian)，有些(xie)甚至很(hen)嚴(yan)重(zhong)以致影(ying)響(xiang)到整(zheng)個(ge)鑄件(jian)的(de)性能。因此(ci)必(bi)須(xu)進行無損(sun)檢(jian)測以保(bao)證(zheng)其質量。

對(dui)於鑄件(jian)的(de)內部質量(liang)檢(jian)測，已(yi)成熟且(qie)常規(gui)的(de)方法(fa)是膠片(pian)射(she)線(xian)照相法(fa)。通常能(neng)發(fa)現(xian)的(de)鑄件(jian)內(nei)部缺陷(xian)包(bao)括縮(suo)松(song)、縮(suo)孔、氣泡(pao)及夾(jia)雜等(deng)。根(gen)據射(she)線(xian)照相結(jie)果對鑄(zhu)件(jian)的(de)內部缺陷(xian)進行(xing)分級(ji)，做出(chu)合格(ge)或(huo)不(bu)合(he)格(ge)的(de)判定。

但(dan)對於外形(xing)及內(nei)部結(jie)構復雜且(qie)不(bu)規(gui)則(ze)的(de)鑄件(jian)，已(yi)不(bu)適(shi)合(he)用(yong)X-射(she)線(xian)照相法(fa)（RT）或(huo)超聲方法(fa)（UT）進行(xing)內部缺陷(xian)探(tan)傷。而(er)工(gong)業CT可以不(bu)受試(shi)件(jian)結(jie)構形(xing)狀的(de)影(ying)響(xiang)，CT和(he)RT相比(bi)通常能(neng)提(ti)供(gong)更多(duo)的(de)缺陷信息(xi)。這是因為在(zai)RT中會(hui)有信(xin)息(xi)的(de)重疊，從而(er)降低(di)了靈敏度(du)，而(er)在CT中可(ke)以消除這些(xie)因素。CT能(neng)確(que)定被檢(jian)試(shi)件(jian)內(nei)部疏松(song)、氣(qi)孔、縮(suo)孔及裂紋的(de)尺(chi)寸(cun)和(he)位(wei)置。對於缺陷的(de)分類(lei)和(he)評(ping)估，深(shen)度(du)信(xin)息(xi)是非(fei)常有用(yong)的(de)。由於通過工(gong)業CT可得(de)到(dao)試(shi)件(jian)的(de)全部空間(jian)信(xin)息(xi)和(he)缺陷信(xin)息，可(ke)以更準(zhun)確地判定缺陷，減少(shao)誤(wu)判(pan)或(huo)漏(lou)判(pan)。

但(dan)是在目(mu)前的(de)CT無損檢(jian)測中，主(zhu)要(yao)是通過觀(guan)察壹組(zu)二(er)維(wei)切(qie)片(pian)圖(tu)像(xiang)去(qu)發(fa)現(xian)損(sun)傷部位(wei)，往往需要(yao)借(jie)助工(gong)程(cheng)人(ren)員的(de)經(jing)驗來判定。至於準(zhun)確的(de)確定損傷部位(wei)的(de)空間(jian)位(wei)置、大(da)小(xiao)、幾何(he)形(xing)狀，僅通過觀(guan)察二維(wei)切(qie)片(pian)圖(tu)像(xiang)是很(hen)難實(shi)現(xian)的(de)。目(mu)前對工(gong)業CT圖(tu)像(xiang)進行後處(chu)理(li)尤其是三維(wei)重(zhong)建的(de)軟(ruan)件(jian)多(duo)是國(guo)外的(de)產(chan)品(pin)，由於工(gong)業CT設(she)備本(ben)身價(jia)格(ge)非(fei)常昂(ang)貴(gui)，其(qi)三(san)維(wei)重(zhong)建的(de)後處(chu)理(li)軟(ruan)件(jian)價(jia)格(ge)也非(fei)常高，導(dao)致三(san)維(wei)重(zhong)建的(de)應(ying)用(yong)受限(xian)。

2、三(san)維(wei)重(zhong)建

三(san)維(wei)重(zhong)建的(de)目(mu)的(de)是為了更好(hao)地實(shi)現(xian)檢(jian)測的(de)特殊要求，便於缺陷空(kong)間(jian)形(xing)狀和(he)特定密度(du)組(zu)分的(de)觀(guan)察。三維(wei)成像(xiang)的(de)研究可(ke)分為兩(liang)大(da)類(lei)，壹類(lei)是研究直(zhi)接投(tou)影(ying)數據進(jin)行三(san)維(wei)重(zhong)建，或(huo)稱之(zhi)為真(zhen)三(san)維(wei)重(zhong)建技術(shu)，是指用(yong)得(de)到(dao)的(de)二維(wei)投(tou)影(ying)數據實(shi)現(xian)直(zhi)接三(san)維(wei)成像(xiang)。另壹類(lei)是多(duo)幅(fu)二(er)維(wei)CT圖(tu)像(xiang)疊堆出(chu)樣品(pin)的(de)三維(wei)圖(tu)像(xiang)，如表面顯(xian)示(shi)法(fa)、三角(jiao)網(wang)法(fa)、德(de)郎(lang)奈三角(jiao)網(wang)法(fa)等，都(dou)是利(li)用(yong)有限(xian)的(de)斷層數據得(de)到更加接近實(shi)際的(de)光滑物(wu)體(ti)表面。

3、在(zai)快(kuai)速制造技術(shu)中的(de)應(ying)用(yong)

對(dui)已(yi)有的(de)零(ling)件(jian)特(te)別(bie)是先(xian)進器(qi)件(jian)進(jin)行(xing)分析研究，是借(jie)鑒先(xian)進設(she)計(ji)的(de)有效(xiao)手(shou)段(duan)，也是制造產(chan)品(pin)和(he)創新的(de)捷(jie)徑(jing)。但(dan)是如何快速(su)準(zhun)確地進行(xing)實(shi)物(wu)測量壹直(zhi)是這壹捷(jie)徑(jing)的(de)“瓶(ping)頸”，傳統的(de)測量方法(fa)如人(ren)工(gong)測(ce)量(liang)、投(tou)影(ying)測(ce)量(liang)、三(san)坐(zuo)標(biao)測量(liang)等，都(dou)存(cun)在(zai)著(zhe)測(ce)量(liang)周(zhou)長(chang)、人(ren)工(gong)幹(gan)預程(cheng)度(du)大(da)、難(nan)以適應(ying)現(xian)代(dai)產(chan)品(pin)的(de)更新(xin)換代(dai)節奏。而(er)工(gong)業CT與快(kuai)速(su)制造(zao)系(xi)統的(de)接口(kou)正(zheng)是解決(jue)這壹“瓶(ping)頸”問題的(de)有效(xiao)途(tu)徑(jing)。

4、在(zai)三(san)維(wei)結(jie)構分析中的(de)應(ying)用(yong)

通過三維(wei)重(zhong)建不(bu)僅可實(shi)現(xian)工(gong)業CT在仿(fang)型(xing)制造中的(de)應(ying)用(yong)，可(ke)得(de)到(dao)任意方向的(de)橫(heng)截(jie)面圖(tu)，從而(er)實(shi)現(xian)對(dui)內(nei)部結(jie)構尺(chi)寸(cun)的(de)分析和(he)測量。

5、主(zhu)要(yao)結(jie)論

（1）CT對(dui)鑄(zhu)件(jian)的(de)檢(jian)測具(ju)有很(hen)高的(de)分辨(bian)力(li)，是目(mu)前zui為、可(ke)靠(kao)地無損(sun)評(ping)價(jia)手(shou)段(duan)之(zhi)壹；

（2）三(san)維(wei)成像(xiang)檢(jian)測可(ke)以觀(guan)察鑄件(jian)內(nei)部缺陷(xian)的(de)空間(jian)形(xing)狀，實(shi)現(xian)對(dui)任(ren)意截(jie)面密度(du)和(he)內部結(jie)構尺(chi)寸(cun)的(de)測量，解決(jue)了二(er)維(wei)斷層成像(xiang)的(de)掃描斷層方向和(he)斷層不(bu)連(lian)續性(xing)對檢(jian)測的(de)限(xian)制問(wen)題，是壹種(zhong)非(fei)常重(zhong)要(yao)的(de)計(ji)算(suan)機輔(fu)助(zhu)評(ping)價(jia)手(shou)段(duan)。

（3）解決(jue)了與(yu)快(kuai)速原型(xing)機的(de)接口(kou)問(wen)題，從而(er)實(shi)現(xian)了反(fan)向(xiang)工(gong)程(cheng)中的(de)應(ying)用(yong)，縮(suo)短了航(hang)空模具(ju)設(she)計(ji)和(he)產(chan)品(pin)研制(zhi)、生產(chan)周(zhou)期。