鑄(zhu)件工業CT三(san)維檢測技術

1、鑄(zhu)件檢測的(de)特點

鑄(zhu)件(jian)(jian)現廣泛應用在(zai)航(hang)空、航(hang)天領域，包(bao)括(kuo)鋁合(he)(he)金、鎂合(he)(he)鈦合(he)(he)金和高溫合(he)(he)金等。同(tong)鑄(zhu)造和毛坯加工形(xing)(xing)成工件(jian)(jian)相比(bi)，鑄(zhu)件(jian)(jian)成本(ben)低，且(qie)能形(xing)(xing)成非常復(fu)雜(za)的形(xing)(xing)狀，這是(shi)加工技術難以(yi)做到的。大部分鑄(zhu)件(jian)(jian)中都有缺(que)陷(xian)，有些甚至(zhi)很嚴重以(yi)致影響到整個鑄(zhu)件(jian)(jian)的性能。因此必須進行無損檢測以(yi)保證(zheng)其質量。

對(dui)于鑄件(jian)(jian)的內(nei)部(bu)質(zhi)量檢(jian)測，已成熟且(qie)常(chang)規的方法是膠(jiao)片射線照相法。通常(chang)能發(fa)現的鑄件(jian)(jian)內(nei)部(bu)缺(que)陷包括縮(suo)松、縮(suo)孔、氣泡及夾雜等。根(gen)據射線照相結(jie)果(guo)對(dui)鑄件(jian)(jian)的內(nei)部(bu)缺(que)陷進行分級，做出合格(ge)或不(bu)合格(ge)的判定。

但對于外形及(ji)內(nei)部(bu)(bu)結構復雜且(qie)不(bu)規則的鑄件，已不(bu)適合用X-射線照相法（RT）或(huo)超(chao)聲(sheng)方法（UT）進行內(nei)部(bu)(bu)缺(que)陷探傷。而工業CT可(ke)以(yi)不(bu)受試件結構形狀的影響，CT和RT相比通(tong)(tong)常(chang)能(neng)提(ti)供更多的缺(que)陷信息(xi)(xi)。這(zhe)是因為在RT中會有信息(xi)(xi)的重疊，從而降低了靈敏度(du)，而在CT中可(ke)以(yi)消除這(zhe)些因素。CT能(neng)確(que)定被檢(jian)試件內(nei)部(bu)(bu)疏松、氣孔、縮孔及(ji)裂紋的尺(chi)寸和位置。對于缺(que)陷的分類和評(ping)估，深(shen)度(du)信息(xi)(xi)是非常(chang)有用的。由于通(tong)(tong)過(guo)工業CT可(ke)得到試件的全(quan)部(bu)(bu)空間信息(xi)(xi)和缺(que)陷信息(xi)(xi)，可(ke)以(yi)更準(zhun)確(que)地判(pan)定缺(que)陷，減少誤(wu)判(pan)或(huo)漏判(pan)。

但是(shi)(shi)在目前的CT無損檢測中，主要是(shi)(shi)通過(guo)觀(guan)察一組二(er)維(wei)切片圖(tu)像去發現損傷部位(wei)，往(wang)往(wang)需要借助工程人員的經驗來判(pan)定。至于(yu)準確的確定損傷部位(wei)的空間(jian)位(wei)置(zhi)、大(da)小、幾何形狀，僅通過(guo)觀(guan)察二(er)維(wei)切片圖(tu)像是(shi)(shi)很(hen)難(nan)實現的。目前對工業CT圖(tu)像進行后處(chu)理尤(you)其(qi)是(shi)(shi)三(san)維(wei)重(zhong)建的軟件多是(shi)(shi)國外的產品，由于(yu)工業CT設備本身價格非(fei)常昂貴，其(qi)三(san)維(wei)重(zhong)建的后處(chu)理軟件價格也非(fei)常高，導致(zhi)三(san)維(wei)重(zhong)建的應(ying)用受限。

2、三維重建

三(san)(san)維(wei)重(zhong)建的(de)目的(de)是為了更(geng)好地實(shi)現檢(jian)測的(de)特(te)殊要(yao)求(qiu)，便于缺陷空(kong)間形狀和(he)特(te)定密度組(zu)分的(de)觀察。三(san)(san)維(wei)成像(xiang)的(de)研究(jiu)可分為兩大類，一(yi)(yi)類是研究(jiu)直接(jie)投影數(shu)(shu)據進(jin)行三(san)(san)維(wei)重(zhong)建，或稱之為真三(san)(san)維(wei)重(zhong)建技(ji)術，是指用得(de)到(dao)的(de)二(er)維(wei)投影數(shu)(shu)據實(shi)現直接(jie)三(san)(san)維(wei)成像(xiang)。另一(yi)(yi)類是多幅二(er)維(wei)CT圖(tu)像(xiang)疊堆出樣品的(de)三(san)(san)維(wei)圖(tu)像(xiang)，如表(biao)(biao)面(mian)顯示法(fa)(fa)、三(san)(san)角(jiao)網(wang)法(fa)(fa)、德郎奈三(san)(san)角(jiao)網(wang)法(fa)(fa)等，都是利用有限(xian)的(de)斷層(ceng)數(shu)(shu)據得(de)到(dao)更(geng)加接(jie)近實(shi)際(ji)的(de)光滑物體表(biao)(biao)面(mian)。

3、在快速(su)制造技術中的應用

對已(yi)有(you)的零件(jian)特(te)別是先進器件(jian)進行分析研究，是借(jie)鑒先進設計的有(you)效(xiao)手段，也(ye)是制造產品和(he)創新的捷(jie)徑(jing)(jing)。但是如(ru)何快速(su)準確地進行實物(wu)測量一直是這一捷(jie)徑(jing)(jing)的“瓶頸”，傳統(tong)(tong)的測量方法如(ru)人(ren)工(gong)(gong)測量、投影測量、三坐標(biao)測量等，都存在(zai)著測量周長、人(ren)工(gong)(gong)干(gan)預程度大(da)、難以(yi)適應(ying)現(xian)代產品的更新換代節(jie)奏。而工(gong)(gong)業CT與快速(su)制造系統(tong)(tong)的接(jie)口正是解決這一“瓶頸”問題的有(you)效(xiao)途(tu)徑(jing)(jing)。

4、在三維結構分析中的應用

通過三維(wei)重建不(bu)僅可實(shi)現工(gong)業CT在仿型(xing)制造中的(de)(de)應用，可得到任意方向的(de)(de)橫截面圖，從而(er)實(shi)現對內部結構尺寸的(de)(de)分析(xi)和測量。

5、主(zhu)要(yao)結(jie)論

（1）CT對(dui)鑄件(jian)的檢測具(ju)有很(hen)高的分辨力，是(shi)目前zui為、可(ke)靠地無(wu)損(sun)評價手段之(zhi)一；

（2）三維成像檢測可(ke)以觀察鑄件內(nei)部缺(que)陷的(de)(de)空間(jian)形狀，實(shi)現對(dui)任(ren)意截面密度和(he)(he)內(nei)部結構尺寸的(de)(de)測量，解決了(le)二維斷(duan)層成像的(de)(de)掃描斷(duan)層方(fang)向和(he)(he)斷(duan)層不(bu)連續性對(dui)檢測的(de)(de)限制問題，是(shi)一種(zhong)非常(chang)重要(yao)的(de)(de)計算機輔助評(ping)價(jia)手段。

（3）解決了與快速原型機的接口問(wen)題，從而實現了反向工程中的應用(yong)，縮短了航空(kong)模(mo)具設計(ji)和(he)產(chan)品研制、生(sheng)產(chan)周期(qi)。