鑄(zhu)件工(gong)業CT三(san)維檢測(ce)技(ji)術(shu)

鑄(zhu)件工(gong)業CT三(san)維檢測(ce)技(ji)術(shu)

1、鑄(zhu)件檢(jian)測(ce)的(de)特(te)點

鑄(zhu)件現廣泛(fan)應用在航空(kong)、航天(tian)領域(yu)，包(bao)括(kuo)鋁合金(jin)、鎂合鈦合金(jin)和(he)高(gao)溫(wen)合金(jin)等(deng)。同鑄(zhu)造和(he)毛坯加(jia)工(gong)形成(cheng)工(gong)件相比，鑄(zhu)件成(cheng)本低，且能(neng)形成(cheng)非常復雜(za)的形狀(zhuang)，這是加(jia)工(gong)技(ji)術(shu)難以(yi)做(zuo)到的。大(da)部分(fen)鑄(zhu)件中(zhong)都(dou)有缺(que)陷(xian)，有些(xie)甚(shen)至很嚴(yan)重(zhong)以(yi)致影(ying)響(xiang)到整個(ge)鑄(zhu)件的(de)性(xing)能(neng)。因此(ci)必(bi)須(xu)進(jin)行無(wu)損檢測(ce)以(yi)保證(zheng)其(qi)質量(liang)。

對於鑄(zhu)件的(de)內(nei)部質(zhi)量(liang)檢(jian)測(ce)，已(yi)成(cheng)熟(shu)且常規的(de)方法(fa)是(shi)膠(jiao)片(pian)射線(xian)照相法(fa)。通常能(neng)發現的鑄(zhu)件內(nei)部(bu)缺(que)陷(xian)包(bao)括(kuo)縮松(song)、縮孔、氣泡(pao)及夾雜(za)等(deng)。根據(ju)射(she)線照相結果(guo)對鑄(zhu)件的(de)內(nei)部缺(que)陷(xian)進(jin)行分(fen)級(ji)，做(zuo)出(chu)合格或不合格的判(pan)定(ding)。

但對(dui)於外(wai)形及內部(bu)結構(gou)復雜(za)且不規則(ze)的鑄(zhu)件，已(yi)不適合用X-射(she)線照(zhao)相法(fa)（RT）或超(chao)聲方法(fa)（UT）進(jin)行內(nei)部缺(que)陷(xian)探(tan)傷。而(er)工(gong)業CT可(ke)以(yi)不受試(shi)件結構(gou)形狀(zhuang)的(de)影(ying)響(xiang)，CT和(he)RT相比通常能(neng)提供(gong)更(geng)多(duo)的(de)缺(que)陷(xian)信息。這是因為在RT中會有信息的重(zhong)疊，從而(er)降(jiang)低(di)了(le)靈敏度，而(er)在CT中可以(yi)消(xiao)除(chu)這些(xie)因素(su)。CT能(neng)確(que)定(ding)被檢(jian)試(shi)件內(nei)部(bu)疏松(song)、氣孔、縮孔及裂紋的(de)尺(chi)寸和(he)位(wei)置(zhi)。對(dui)於缺(que)陷(xian)的(de)分(fen)類和(he)評(ping)估(gu)，深(shen)度信息是非(fei)常有用的(de)。由(you)於通過(guo)工(gong)業CT可(ke)得到試(shi)件的(de)全部(bu)空(kong)間信息和(he)缺(que)陷(xian)信息，可以(yi)更(geng)準確(que)地(di)判(pan)定(ding)缺(que)陷(xian)，減(jian)少(shao)誤判(pan)或漏(lou)判(pan)。

但是(shi)在目前的(de)CT無(wu)損(sun)檢測(ce)中(zhong)，主(zhu)要(yao)是通過(guo)觀察壹組(zu)二維(wei)切(qie)片圖像(xiang)去發現損傷(shang)部位(wei)，往(wang)往(wang)需要(yao)借助(zhu)工(gong)程人(ren)員(yuan)的經(jing)驗來(lai)判(pan)定(ding)。至於準確(que)的確(que)定(ding)損傷部(bu)位(wei)的空(kong)間位置、大(da)小、幾(ji)何(he)形狀(zhuang)，僅(jin)通過(guo)觀察二維(wei)切(qie)片圖像(xiang)是(shi)很難實現的。目(mu)前對(dui)工(gong)業CT圖(tu)像進(jin)行後(hou)處(chu)理尤(you)其(qi)是三(san)維重建的(de)軟(ruan)件多(duo)是(shi)國外(wai)的(de)產(chan)品(pin)，由(you)於工(gong)業CT設(she)備(bei)本身價格非常昂貴，其(qi)三(san)維重建的(de)後處(chu)理軟(ruan)件價(jia)格也(ye)非常高，導(dao)致三(san)維重建的(de)應用受限(xian)。

2、三(san)維重建

三(san)維重建的(de)目的(de)是為了更(geng)好(hao)地(di)實現檢測(ce)的(de)特(te)殊要(yao)求(qiu)，便(bian)於缺(que)陷(xian)空(kong)間形狀(zhuang)和(he)特(te)定(ding)密(mi)度組分(fen)的(de)觀察。三(san)維成(cheng)像的研(yan)究(jiu)可(ke)分(fen)為兩(liang)大(da)類，壹類是研(yan)究(jiu)直接投(tou)影(ying)數(shu)據(ju)進(jin)行三(san)維重建，或稱(cheng)之為真(zhen)三(san)維重建技(ji)術(shu)，是(shi)指(zhi)用得(de)到的二維(wei)投(tou)影(ying)數(shu)據(ju)實現直接三(san)維成(cheng)像。另壹類是多(duo)幅二維(wei)CT圖(tu)像疊堆出樣(yang)品的三(san)維圖像，如表面(mian)顯示(shi)法(fa)、三(san)角網法(fa)、德郎(lang)奈三(san)角網法(fa)等(deng)，都是利(li)用有限(xian)的斷層(ceng)數(shu)據(ju)得(de)到更加(jia)接近(jin)實際(ji)的(de)光滑(hua)物體(ti)表面(mian)。

3、在快(kuai)速(su)制造技(ji)術(shu)中(zhong)的(de)應用

對已(yi)有的零件特(te)別是先(xian)進(jin)器(qi)件進(jin)行分(fen)析(xi)研(yan)究(jiu)，是(shi)借鑒(jian)先(xian)進(jin)設(she)計的有效手(shou)段(duan)，也(ye)是制造產(chan)品(pin)和(he)創新(xin)的(de)捷徑(jing)。但(dan)是如何(he)快(kuai)速(su)準確(que)地(di)進(jin)行實物(wu)測(ce)量(liang)壹直是這壹捷(jie)徑(jing)的(de)“瓶頸(jing)”，傳統(tong)的(de)測(ce)量(liang)方法(fa)如人(ren)工(gong)測(ce)量(liang)、投(tou)影(ying)測(ce)量(liang)、三(san)坐標(biao)測(ce)量(liang)等(deng)，都存(cun)在著測(ce)量(liang)周長、人工(gong)幹預(yu)程度大(da)、難以(yi)適(shi)應現代產品的更(geng)新(xin)換(huan)代節奏。而(er)工(gong)業CT與快(kuai)速(su)制造系(xi)統(tong)的(de)接口正是(shi)解(jie)決(jue)這壹“瓶頸(jing)”問題的有效途(tu)徑(jing)。

4、在三(san)維結構(gou)分(fen)析(xi)中(zhong)的(de)應用

通過(guo)三(san)維重建不僅可實現工(gong)業CT在仿型制造中(zhong)的(de)應用，可得到任意方向(xiang)的橫截(jie)面(mian)圖，從而(er)實現對內(nei)部結構(gou)尺(chi)寸的分(fen)析(xi)和(he)測(ce)量(liang)。

5、主要(yao)結論

（1）CT對鑄(zhu)件的(de)檢(jian)測(ce)具(ju)有很高(gao)的(de)分(fen)辨(bian)力(li)，是目(mu)前zui為、可靠(kao)地(di)無損(sun)評(ping)價(jia)手(shou)段(duan)之(zhi)壹；

（2）三(san)維成(cheng)像檢測(ce)可(ke)以(yi)觀(guan)察鑄(zhu)件內(nei)部(bu)缺(que)陷(xian)的(de)空(kong)間形狀(zhuang)，實現對任意截(jie)面(mian)密(mi)度和(he)內(nei)部(bu)結構(gou)尺(chi)寸的測(ce)量(liang)，解(jie)決(jue)了二維(wei)斷(duan)層成(cheng)像的掃(sao)描斷層方向(xiang)和(he)斷(duan)層(ceng)不連(lian)續性(xing)對(dui)檢測(ce)的(de)限(xian)制問(wen)題(ti)，是壹種(zhong)非(fei)常重要(yao)的計算機(ji)輔(fu)助評(ping)價(jia)手(shou)段(duan)。

（3）解決(jue)了與快(kuai)速(su)原(yuan)型(xing)機(ji)的接口問(wen)題，從而(er)實現了反(fan)向(xiang)工(gong)程中(zhong)的應用，縮短(duan)了航(hang)空(kong)模(mo)具設(she)計和(he)產(chan)品(pin)研(yan)制、生(sheng)產周期(qi)。