Page 92 - 无损检测2024年第五期

试验研究

DOI : 10.11973 / ws j c202405010

增材制造小缺陷的显微 CT 检测

涂 旺 1 , 2 , 王文强 1 , 2 , 陈佳慧 1 , 2 , 黄 瑶 , 金翠娥 , 危 荃 2
2
2
( 1. 上海神剑精密机械科技有限公司, 上海 201600 ; 2. 上海航天精密机械研究所, 上海 201600 )

摘 要: 通过高精度金属增材制造技术设计制造了两组不同类型的缺陷试件, 并基于显微 CT
检测技术和缺陷解剖金相检测方式, 研究显微 CT 对增材制造小缺陷的实际检测能力。试验结果

表明, 显微 CT 在体素尺寸5 μ m 下能有效检出尺寸为20 μ m 的人工缺陷; 金相检测与 CT 检测结

果基本一致, 缺陷尺寸测量差小于10 μ m ; 由于部分体积效应的影响, 更小尺寸缺陷的尺寸测量结
果误差更大。

关键词: 增材制造; 显微 CT ; 缺陷检测; 尺寸测量

中图分类号: TG115.28 文献标志码: A 文章编号: 1000-6656 ( 2024 ) 05-0050-06

Micro-CTdetectionofsmalldefectsinadditivemanufacturin g

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1 , 2
2
TU Wan g 1 , 2 , WANG Wen q ian g 1 , 2 , CHENJiahui , HUANGYao , JINCui'e , WEIQ uan 2

( 1.Shan g haiShen j ianPrecisionMachiner yTechnolo gyCo. , Ltd. , Shan g hai201600 , China ;

2.Shan g haiS p acefli g htPrecisionMachiner y Institute , Shan g hai201600 , China )

Abstract : Inthis p a p er , twog rou p sofdifferentt yp esofdefectives p ecimensweredesi g nedandmanufactured

throu g hhi g h- p recisionmetaladditivemanufacturin g technolo gy .Basedonthemicro-CTdetectiontechnolo gyand

thedefectanatomicalmetallo g ra p hicdetectionmethod , theactualdetectionabilit yofmicro-CTonsmalldefectsof

additivemanufacturin gwasstudied.Theresearchresultsshowedthatmicro-CTcaneffectivel ydetecttheartificial

defectsof20 μ munderthevoxelsizeof5 μ m ; metallo g ra p hicdetectionandCTdetectionresultswerebasicall y the

same , andthedifferenceinthemeasurementofthedefectsizewaslessthan10 μ m ; thedefectsofsmallersizes

weremoreinaccurateduetotheinfluenceofthe p artialvolumeeffectofthedimensionalmeasurementresults.

Ke ywords : additivemanufacturin g ; micro-CT ; defectdetection ; dimensionalmeasurement
增材制造技术与传统金属构件制造技术相比, 显微 CT 是一种具有高分辨率的计算机层析扫
具有无需刀具和模具、 材料利用率高、 产品制造周期 描技术, 其最高分辨率能够达到微米甚至亚微米级。
短、 可实现复杂结构制造等优势, 广泛应用于汽车、 使用显微 CT 系统对增材制造小缺陷进行检测、 表
船舶、 武器装备和航空航天等领域的复杂金属结构 征与量化分析, 有助于增材制造加工工艺的改进及
件的快速成型制造中 [ 1-3 ] 。随着增材制造构件向复 材料疲劳寿命的评估 [ 5 ] 。张祥春等 [ 6 ] 通过设计制造
杂化、 精细化方向发展, 传统的检测技术已经不能满 对比试件, 验证了 CT 对增材制造中孔洞和裂纹缺

足复杂增材制造构件的检测要求, X 射线计算机层 陷的检出能力, 检出最小缺陷为 100 μ m 。 KING

析扫描( Com p utedtomo g ra p h yCT ) 技术在复杂构 等 [ 7 ] 通过显微 CT 对增材制造构件的检测结果进行
,
件检测方面的优势逐渐凸显 [ 4 ] 。 研究, 发现锁孔孔洞形状不规则, 尺寸较大, 可达
100 μ m 以上。 PANWISAWAS 等 [ 8 ] 利用显微 CT

对钛合金增材制造构件进行检测, 研究增材制造过
收稿日期: 2023-11-10
基金项目: 上海市产业发展项目( 射线快速三维成像与智能识别 程中锁孔和孔隙的形成。

技术研究及装备推广 HCXBCY-2022-045 ) 目前, 增材制造技术朝着高精度、 高性能方向发
作者简介: 涂 旺( 1998- ), 男, 硕士, 主要研究方向为无损检测 展, 其中缺陷的大小、 形状和分布会严重影响其材料
通信作者: 涂 旺, 18279501591@163.com
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2024年 第46卷 第5期
无损检测