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科技导报▲只能做CT？3D打印的无损检测还有其他黑科技( 二 )


此外 ， 由于增材制造的制件是一层层创建的 ， 属性更加难以预测 。 增材制造零部件的独特性给产品质量检验带来了挑战 ， 对于那些具有复杂几何形状的增材制造部件 ， 无损检测能够满足其独特的检验要求 。
无损检测不仅仅局限于材料内部缺陷的检测与表征 ， 还可实现材料的密度、弹性参数、孔隙率、残余应力分布以及其内部各种非连续性等方面的无损测试与表征；整个过程可实现快速、无损、原位的检测 ， 对缩短材料的研发与生产周期和成本有积极意义 。 目前在增材制造无损检测方面的技术主要包括：超声检测、计算机断层扫描(ComputedTechnology,CT)、涡流检测和红外相机测量 。
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激光超声检测
这是一种可用于快速扫描的非接触检测方法 ， 利用超声在制件截面上横向和纵向的速度不同 ， 可以表征样品中超声波传播的各向异性 。 由于激光超声具有非接触、可检测复杂形状制件以及对检测环境要求不高等优势 ， 特别适合于进行制造过程中的在线实时检测 。
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计算机断层扫描
可以对所有样品进行检测 ， 而超声检测和渗透检测是针对工件表面 。 而且CT检测技术检测精度高 ， 可成三维断层扫描图像 ， 结果直观 ， 适用于复杂构型的中小型结构件的无损检测 。 对于精细的零件 ， CT技术在检测内部孔隙、裂纹等方面有其独特的优势 。
相比超声波检测技术 ， CT检测手段在增材制造中运用得更为广泛 ， 这主要是因为工业CT技术不受被检物体结构、材料及表面状况等限制 ， 同时给出被检物体某一截面的断层图像或三维图像,成像简单直观,能清晰表征被检物体的内部结构信息 ， 而且内部结构信息能精确度量 。
总体而言 ， X射线计算机断层扫描是一种强大的对增材制成品进行无损检测的技术 ， 使得描述材料的结构、形状分布和缺陷的定量尺寸成为可能 。 工业CT检测可检测增材制造结构件中的气孔、熔合不良、裂纹和夹杂等缺陷 ， 特别是细小缺陷 ， 并可给出被检件的断层扫描图像 。 对于尺寸较小、形状结构复杂的增材制造件 ， 如金属网格结构和发动机喷嘴等复杂结构件 ， 和要求检出较小孔隙和残留粉末等缺陷 ， 适合采用工业CT检测方法 。
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涡流检测技术
利用电磁感应原理 ， 通过测定被检工件内感生涡流的变化来无损评定导电材料及其工件的某些性能 ， 或发现缺陷的无损检测 。 涡轮检测技术对增材制造过程中可能出现的小表面裂纹和浅表面裂纹有极高的分辨率和灵敏度,常被用来检测产品表面缺陷 。
涡流检测技术检测的增材制造部件缺陷尺寸取决于产品表面的可接触性材料、几何形状和表面粗糙度等 。 由于涡流检测只适用于导电金属材料或能感生涡流的非金属材料的检测 ， 因此其运用受到很大局限性 ， 但是该技术简便 ， 适用于在制造工艺过程中进行质量控制 ， 或在成品中剔除不合格品；另外对于在役零件 ， 可实现机械零部件及热交换管等设施进行定期检验 。
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红外相机检测技术
在生产线上对生产过程加以监测 ， 即进行所谓“在线测量” ， 则不仅可以降低消耗、减少成本、增加产量、提高效益 ， 而且还可以保证产品的质量、增强产品的竞争力 。 基于红外相机检测技术对增材制造过程进行实时检测并反馈给控制系统 ， 控制系统相应的调整工艺参数 ， 可以有效减少增材制造产品的缺陷数量 ， 保证产品的可靠使用 。
增材制造中无损检测技术的展望
为使增材制造的制件可以大范围的应用于航空航天、汽车等重要领域 ， 需要其提高无损检测的检测技术与水平 ， 现阶段 ， 国内外相关研究人员在其检测方式的研究上已经获得一定的研究成果 。 接下来还需要进一步跟进增材制造技术的发展 ， 在以下4各方面开展更深入的研究工作 。
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加强对无损检测新型技术的使用 。
增材制造制件已经逐渐呈现出大型化、复杂化的发展趋势 ， 并且以往的无损检测方式是无法满足其相关要求的 ， 所以应积极研究激光超声、CT检测等新型NDT的使用方法 。


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