[发明专利]一种增材制造高精度自适应三维无损检测方法

说明书

本发明涉及一种增材制造高精度自适应三维无损检测方法，主要涉及到X射线检测和超声相控检测的自适应耦合运用，属于增材制造工件无损检测领域。所述检测方法主要包括：针对增材制造工件中不同位置形状尺寸的差别，自适应地选择无损检测方法，即单独使用X射线检测、超声探测或者耦合使用X射线和超声检测工件，在检测的同时，电脑实时处理信号所产生的图像，获得缺陷具体的三维位置以及大小。本发明自适应的选择检测方法，大大提高了检测效率，避免了方法选择不当所带来的检测误差，并且对于复杂部位采用X射线和超声耦合检测，与单纯的检测方法相比更加精确，从而实现了高精度三维缺陷的检测和定位，减少了误判。

技术领域

本发明属于增材制造工件无损检测领域，尤其涉及一种增材制造高精度自适应三维无损检测方法。

背景技术

增材制造增材制造(AM)技术是基于微积分的思想，通过计算机辅助设计(CAD)的设计数据将材料逐层累加来制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除(切削加工)技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。此技术已经在国内外的汽车产业和航空航天产业中得到广泛的应用，例如高性能航空发动机零件的生产、汽车尾喷管的生产等。增材制造具有高效率、高性能、低成本等优点，尤其适用于复杂零件的生产加工。

增材制造过程中由于材料熔化迅速、局部加热和冷却等工艺步骤，使得在恰当热处理情况下，这种方法得到的制件具有接近锻造的材料性能，避免产生变形和形成微裂纹。但是如果参数先择不当则会引入新的缺陷，例如孔洞、裂纹等。在新的技术应用的同时，增材制造工件缺陷的检测问题也随之而出，对无损检测也提出了新的要求。

目前对于增材制造工件主要的检测方法有目视检测、渗透检测、超声检测、X射线检测技术。目视检测和渗透检测只可以检测出表面的缺陷。超声检测虽然能检测出工件内部缺陷，但其主要用于检测缺陷深度以及缺陷的大小，所以当被检测工件厚度很小时，超声检测有可能无法识别声波发射和接受直接存在的时间差，导致检测出现误差。

X射线检测技术虽然能检测出缺陷的具体位置，但其对被检测工件的厚度有较大的局限性，当被检测工件厚度较大时，X射线的穿透能力大大下降，其检测精度随之降低，而且对于不同的材料，由于成分的差异，X射线的传输能力也不同，不易于观察。

针对以上问题，如何通过对工件厚度以及工件局部复杂情况进行判断，实现增材制造工件高精度自适应三维无损检测成为业界人士关心的重要课题。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种增材制造高精度三维无损检测方法，解决了现有技术中存在的缺陷检测无法定位缺陷具体位置、检测成像效果差等问题。

为了达到上述目的，本发明提供的一种增材制造高精度自适应三维无损检测方法采取以下步骤：

步骤一，使用机加工将增材制造过程中工件(1)表面产生的球化物去除，使增材制造工件(1)表面保持光滑平整；

步骤二，对所述增材制造工件(1)厚度以及局部复杂情况进行判断，结合工件厚度、厚度变化率以及局部厚度变化情况选择相适应的检测方法；

步骤三，将检测结果，经电脑处理，获得所述增材制造工件(1)全区域精确的缺陷三维位置和大小情况。

进一步的，在步骤二中，所述的检测方法包括X射线检测法、以及超声检测法；步骤二的具体过程为：

所述增材制造工件(1)的厚度用h表示，工件局部复杂情况用厚度变化率表示；对厚度进行判断，当h≤h_thin，h_thin为薄壁临界厚度，即工件该区域为薄壁区域，采用X射线检测方法；

当h≥h_thick，h_thick为厚板临界尺寸，即工件该区域为厚壁区域，采用超声检测方法；