Page 70 - 无损检测2024年第十一期

2024 远东无损检测新技术论坛论文精选
2024 远东无损检测新技术论坛论文精选

DOI：10.11973/wsjc240391

基于 VMD 分解的激光超声增材制件

表面缺陷检测

吴胜平 1， 2 ，陈 帅 ，王述平 ，任 毅 1， 2 ，王海涛 3
3
3
[ 1. 江苏省特种设备安全监督检验研究院，南京 210009；2. 江苏省市场监管技术创新中心
（油气储运设施安全运维），南京 211162；3. 南京航空航天大学 自动化学院，南京 211106 ]
摘 要：增材制造作为新一轮工业革命的标志性技术之一，被世界各国列为未来产业发展的新
增长点进行重点培育。但是在增材制造加工过程中，其表面质量难以控制，易产生缺陷。利用激光
超声纵波对增材缺陷试件进行对心检测，同时采用变分模态分解方法对缺陷信号进行处理。试验
结果表明，该方法可以明显提高缺陷信号信噪比，实现对增材制件的有效检测，为增材制件在线检
测打下坚实基础。
关键词：增材制造；激光超声；变分模态分解
中图分类号：TG115.28 文献标志码：A 文章编号：1000-6656(2024)11-0036-07

Surface defect detection of additive parts using laser ultrasonic based on VMD decomposition

WU Shengping , CHEN Shuai , WANG Shuping , REN Yi , WANG Haitao 3
1,2
3
3
1,2
（1. Special Equipment Safety Supervision Inspection Institute of Jiangsu Province，Nanjing 210009，China;
2. Technology Innovation Center of Safety Operations and Maintenance for Oil and Gas Storage and Transportation Equipment
Facilities for Jiangsu Province Market Regulation，Nanjing 211162，China;
3. School of Automation, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics，Nanjing 211106，China）
Abstract: As one of the landmark technologies of the new round of industrial revolution, additive manufacturing
is listed as a new growth point of future industrial development by all countries in the world. However, it is difficult to
control the surface quality and easy to produce defects in the process of additive manufacturing. In this paper, the laser
ultrasonic longitudinal wave detection method was used to detect the additive defect test block, and the variational mode
decomposition method was used to process the defect signal. The results showed that the proposed method can significantly
improve the signal-to-noise ratio of the defect signal, effectively detect the additive parts, and lay a solid foundation for the
online detection of additive parts.
Key words: additive manufacturing; laser ultrasonic; variational mode decomposition

随着工业生产技术的飞速发展，增材技术凭借 造技术，具有沉积速率快、成本低、制备过程简单、
其快速成型、生产周期短等特点，受到了越来越广泛 生成的结构件整体完整等特点 。增材制造技术作
[1]
的关注。增材制造（3D打印）作为一种新型金属制 为目前先进制造技术的组成部分，已被各国作为现
代产业发展的着力点之一。在高精度应用场景，由

收稿日期：2024-08-19 于其几何离散化的特点，每层表面质量缺欠和偏差
基金项目：江苏省特种设备安全监督检验研究院科技计划项目 将会累积构成整体结构件的偏差。正是因为其逐层
[KJ（Y）2023023]
累积的特点，打印过程中其表面有可能产生缺陷，而
作者简介：吴胜平（1976—），男，正高级工程师，从事承压类特种
表面缺陷又被下一层粉末盖住，形成内部缺陷，内部
设备安全技术研究，wspcn@sina.com
缺陷的存在会影响零件抗疲劳性能和使用寿命 。
[2]
通信作者：王海涛（1968—），男，教授，从事无损检测技术、计算
机测量与控制技术、传感器技术的研究，htwang@nuaa.edu.cn 因此，缺陷的检测对于保证增材制件的结构完整性
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2024 年 第 46 卷 第 11 期
无损检测