鑄件工業CT三維檢測技術

鑄件工業(ye) CT三維檢測技術

1、鑄件檢測的特點

鑄件現廣泛應用在航空、航天領域，包括鋁合金、鎂合鈦合金和高溫合金等。同鑄造和毛坯加工形成工件相比，鑄件成本低，且能形成非常複雜的形狀，這是加工技術難以做到的。大部分鑄件中都有缺陷，有些甚至很嚴(yan) 重以致影響到整個(ge) 鑄件的性能。因此必須進行無損檢測以保證其質量。

對於(yu) 鑄件的內(nei) 部質量檢測，已成熟且常規的方法是膠片射線照相法。通常能發現的鑄件內(nei) 部缺陷包括縮鬆、縮孔、氣泡及夾雜等。根據射線照相結果對鑄件的內(nei) 部缺陷進行分級，做出合格或不合格的判定。

但對於(yu) 外形及內(nei) 部結構複雜且不規則的鑄件，已不適合用X-射線照相法（RT）或超聲方法（UT）進行內(nei) 部缺陷探傷(shang) 。而工業(ye) CT可以不受試件結構形狀的影響，CT和RT相比通常能提供更多的缺陷信息。這是因為(wei) 在RT中會(hui) 有信息的重疊，從(cong) 而降低了靈敏度，而在CT中可以消除這些因素。CT能確定被檢試件內(nei) 部疏鬆、氣孔、縮孔及裂紋的尺寸和位置。對於(yu) 缺陷的分類和評估，深度信息是非常有用的。由於(yu) 通過工業(ye) CT可得到試件的全部空間信息和缺陷信息，可以更準確地判定缺陷，減少誤判或漏判。

但是在目前的CT無損檢測中，主要是通過觀察一組二維切片圖像去發現損傷(shang) 部位，往往需要借助工程人員的經驗來判定。至於(yu) 準確的確定損傷(shang) 部位的空間位置、大小、幾何形狀，僅(jin) 通過觀察二維切片圖像是很難實現的。目前對工業(ye) CT圖像進行後處理尤其是三維重建的軟件多是國外的產(chan) 品，由於(yu) 工業(ye) CT設備本身價(jia) 格非常昂貴，其三維重建的後處理軟件價(jia) 格也非常高，導致三維重建的應用受限。

2、三維重建

三維重建的目的是為(wei) 了更好地實現檢測的特殊要求，便於(yu) 缺陷空間形狀和特定密度組分的觀察。三維成像的研究可分為(wei) 兩(liang) 大類，一類是研究直接投影數據進行三維重建，或稱之為(wei) 真三維重建技術，是指用得到的二維投影數據實現直接三維成像。另一類是多幅二維CT圖像疊堆出樣品的三維圖像，如表麵顯示法、三角網法、德郎奈三角網法等，都是利用有限的斷層數據得到更加接近實際的光滑物體(ti) 表麵。

3、在快速製造技術中的應用

對已有的零件特別是先進器件進行分析研究，是借鑒先進設計的有效手段，也是製造產(chan) 品和創新的捷徑。但是如何快速準確地進行實物測量一直是這一捷徑的“瓶頸”，傳(chuan) 統的測量方法如人工測量、投影測量、三坐標測量等，都存在著測量周長、人工幹預程度大、難以適應現代產(chan) 品的更新換代節奏。而工業(ye) CT與(yu) 快速製造係統的接口正是解決(jue) 這一“瓶頸”問題的有效途徑。

4、在三維結構分析中的應用

通過三維重建不僅(jin) 可實現工業(ye) CT在仿型製造中的應用，可得到任意方向的橫截麵圖，從(cong) 而實現對內(nei) 部結構尺寸的分析和測量。

5、主要結論

（1）CT對鑄件的檢測具有很高的分辨力，是目前zui為(wei) 、可靠地無損評價(jia) 手段之一；

（2）三維成像檢測可以觀察鑄件內(nei) 部缺陷的空間形狀，實現對任意截麵密度和內(nei) 部結構尺寸的測量，解決(jue) 了二維斷層成像的掃描斷層方向和斷層不連續性對檢測的限製問題，是一種非常重要的計算機輔助評價(jia) 手段。

（3）解決(jue) 了與(yu) 快速原型機的接口問題，從(cong) 而實現了反向工程中的應用，縮短了航空模具設計和產(chan) 品研製、生產(chan) 周期。