[發(fā)明專(zhuān)利]裂紋檢測(cè)方法及裝置和增材制造系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010092256.5
• 申請(qǐng)日: 2020-02-14
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111272872B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉朝陽(yáng);朱強(qiáng);李欣蔚;胡小剛;郁崢嶸;舒家陽(yáng);嚴(yán)明;唐茂倍
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南方科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01N29/04
• 分類(lèi)號(hào): G01N29/04;G01N29/14;G01N29/12;G01N29/11;B22F10/80;B22F12/90;B33Y30/00
• 代理公司: 北京品源專(zhuān)利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆;潘登

本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種裂紋檢測(cè)方法及裝置和增材制造系統(tǒng)。其中，該裂紋檢測(cè)方法包括：在增材制造設(shè)備制造目標(biāo)零件過(guò)程中，通過(guò)聲波傳感器實(shí)時(shí)采集增材制造設(shè)備的掃描點(diǎn)處的聲波信號(hào)；根據(jù)聲波信號(hào)，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的產(chǎn)生情況。本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案可以實(shí)現(xiàn)在增材制造過(guò)程中對(duì)零件進(jìn)行實(shí)時(shí)地?zé)o損監(jiān)測(cè)，可以準(zhǔn)確獲取零件產(chǎn)生裂紋的時(shí)刻和位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種裂紋檢測(cè)方法及裝置和增材制造系統(tǒng)。

背景技術(shù)

增材制造(Additive Manufacturing，AM)俗稱(chēng)3D打印，融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、材料加工與成形技術(shù)、以數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，通過(guò)軟件與數(shù)控系統(tǒng)將專(zhuān)用的金屬材料、非金屬材料以及醫(yī)用生物材料，按照擠壓、燒結(jié)、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實(shí)體物品的制造技術(shù)。

近年來(lái)，航空航天、國(guó)防軍工、核電、海洋以及高端機(jī)械裝備等領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅芙饘倭悴考男枨笕找嬖黾印Ｒ院娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)為例，其核心零部件主要以高性能鎳基高溫合金為材料。這些高性能合金含有大量的金屬間化合物、碳化物等脆性析出相，在增材制造過(guò)程中容易產(chǎn)生裂紋。由于增材制造過(guò)程中的裂紋產(chǎn)生在零部件的內(nèi)部，且產(chǎn)生時(shí)間/空間存在隨機(jī)性。傳統(tǒng)的裂紋檢測(cè)手段如磁粉檢測(cè)、滲透檢測(cè)、渦流檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)、超聲波檢測(cè)、CCD(charge coupled device，電荷耦合器件圖像傳感器)成像檢測(cè)等都難以對(duì)裂紋進(jìn)行實(shí)時(shí)高效地監(jiān)測(cè)。對(duì)于很多大型構(gòu)件，比如直徑5米以上的核電零部件，現(xiàn)有的裂紋檢測(cè)手段還存在監(jiān)測(cè)深度不夠，內(nèi)部的裂紋等缺陷檢測(cè)不到。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實(shí)施例提供一種裂紋檢測(cè)方法及裝置和增材制造系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)增材制造設(shè)備在制造零件過(guò)程中的裂紋產(chǎn)生的情況，并實(shí)現(xiàn)無(wú)損檢測(cè)，即對(duì)制造的零件沒(méi)有傷害。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種裂紋檢測(cè)方法，包括：

在增材制造設(shè)備制造目標(biāo)零件過(guò)程中，通過(guò)聲波傳感器實(shí)時(shí)采集增材制造設(shè)備的掃描點(diǎn)處的聲波信號(hào)；

根據(jù)聲波信號(hào)，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的產(chǎn)生情況。

進(jìn)一步地，根據(jù)聲波信號(hào)，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的產(chǎn)生情況包括：

若聲波信號(hào)的強(qiáng)度大于或等于第一預(yù)設(shè)強(qiáng)度，則確定掃描點(diǎn)處產(chǎn)生裂紋。

進(jìn)一步地，根據(jù)聲波信號(hào)，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的產(chǎn)生情況包括：

根據(jù)聲波信號(hào)的頻率，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的類(lèi)型。

進(jìn)一步地，裂紋的類(lèi)型包括：液化裂紋和凝固裂紋；

根據(jù)聲波信號(hào)的頻率，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的類(lèi)型包括：

若聲波信號(hào)的頻率在第一預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)，則確定掃描點(diǎn)處的裂紋為液化裂紋；

若聲波信號(hào)的頻率在第二預(yù)設(shè)頻率范圍內(nèi)，則確定掃描點(diǎn)處的裂紋為凝固裂紋；

第一預(yù)設(shè)頻率范圍的下限值大于第二預(yù)設(shè)頻率范圍的上限值。

進(jìn)一步地，根據(jù)聲波信號(hào)，獲取掃描點(diǎn)處的裂紋的產(chǎn)生情況包括：

根據(jù)聲波信號(hào)的強(qiáng)度，確定掃描點(diǎn)處的裂紋的大小。

進(jìn)一步地，在增材制造設(shè)備制造完成目標(biāo)零件之后，還包括：

根據(jù)產(chǎn)生裂紋的掃描點(diǎn)處的聲波信號(hào)的采集時(shí)刻和增材制造的掃描參數(shù)，確定目標(biāo)零件的裂紋在三維空間的分布。

進(jìn)一步地，在增材制造設(shè)備制造目標(biāo)零件之前，還包括：

通過(guò)增材制造設(shè)備逐一制造多個(gè)試驗(yàn)零件，并在增材制造設(shè)備制造每個(gè)試驗(yàn)零件過(guò)程中，通過(guò)聲波傳感器獲取增材制造設(shè)備的所有掃描點(diǎn)處的聲波信號(hào)，并同步保存所有掃描點(diǎn)處的聲波信號(hào)；