研制階段
研制階段—逆向工程輔助設(shè)計（基于工業(yè)CT的產(chǎn)品逆向設(shè)計技術(shù)）
逆向工程技術(shù)是在無圖紙或CAD數(shù)據(jù)模型的情況下，利用CT技術(shù)對現(xiàn)有的實(shí)物原型進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，對測量后數(shù)據(jù)進(jìn)行修補(bǔ)、擬合、CAD模型重構(gòu)、分析、改進(jìn)設(shè)計并實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品開發(fā)的一種工程手段。 |
|
從CT數(shù)據(jù)中提取表面信息，以STL格式生成表面數(shù)據(jù)文件，該文件可以導(dǎo)入到相應(yīng)的CAD軟件進(jìn)行處理。通過表面提取和三維重建技術(shù)，可應(yīng)用于復(fù)雜零件的逆向工程技術(shù)。可用于： 1.零件仿制、快速原型制造； 2.導(dǎo)入CAD/CAM軟件用于后續(xù)改良設(shè)計。
逆向工程技術(shù)通過實(shí)物和設(shè)計數(shù)據(jù)的對比，不僅可以檢測是否符合設(shè)計要求，還可以輔助設(shè)計、改良設(shè)計或仿制。 | （從實(shí)物--獲得STL點(diǎn)云--導(dǎo)入到CAD模型）
|
研制階段—3D打印輔助設(shè)計驗(yàn)證
3D打印是一種快速成型技術(shù)，可以在獲得CAD數(shù)據(jù)或STL點(diǎn)云數(shù)據(jù)的條件下較傳統(tǒng)制造更快的獲得樣品，由于其成本和生產(chǎn)模式而無法實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。 為提高效率，實(shí)現(xiàn)3D打印技術(shù)的量產(chǎn)，工業(yè)CT技術(shù)應(yīng)用主要有： 1、輔助制造：利用基于工業(yè)CT的產(chǎn)品逆向設(shè)計技術(shù)獲得3維數(shù)據(jù)可直接導(dǎo)入3D打印設(shè)備完成制造； 2、成品檢測：對驗(yàn)收所有符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的復(fù)雜樣件的內(nèi)部缺陷和內(nèi)外部所有尺寸的測量。 |
|
研制階段—輕量化材料檢測
CT檢測技術(shù)在汽車輕量化過程中對于材料檢測有其獨(dú)特的優(yōu)勢和創(chuàng)新之處。CT應(yīng)用對于工件結(jié)構(gòu)尺寸和工件內(nèi)部缺陷的檢測是其他試驗(yàn)方式無法替代的，其中CT檢測對尺寸測量可以完成內(nèi)部和其他檢測方式探頭不可達(dá)區(qū)域，對內(nèi)部缺陷測量可以對特定標(biāo)準(zhǔn)缺陷完成定性定量且三維直觀顯示。 尤其是對于新材料的應(yīng)用：檢測復(fù)合材料內(nèi)部的纖維、連續(xù)纖維和纖維走向等內(nèi)部因素； 其他合成材料：檢測個材料的粘結(jié)狀態(tài)、焊接狀態(tài)等影響因素。 | 多種材料的粘結(jié)
復(fù)合材料纖維走向的CT檢測分析
|
部件生產(chǎn)階段
部件生產(chǎn)階段—模具開發(fā)和生產(chǎn)工藝控制
在鑄造過程中，由于鑄造設(shè)備的工藝參數(shù)、調(diào)控或者模具機(jī)構(gòu)、設(shè)計不合理，壓鑄過程的溫度或合金原料的成分不合理，常常在鑄件內(nèi)部會出現(xiàn)縮孔、縮松、針孔、夾雜等鑄造缺陷，故工件的成品率降低。
模具開發(fā)輔助 其中模具設(shè)計的不夠合理，結(jié)構(gòu)不夠合理，澆冒口設(shè)計不夠合理或尺寸不精確、澆注系統(tǒng)設(shè)計的不合理，頂桿布局不合理、冷卻系統(tǒng)設(shè)計不合理等原因都會在鑄造的過程中產(chǎn)生如縮孔、縮松等缺陷。 | 生產(chǎn)工藝控制控制輔助 生產(chǎn)工藝：如澆注溫度、溶化工藝不合理，型腔內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理、加工余量不足或者澆注參數(shù)不合理等原因都會產(chǎn)生針孔、夾雜等缺陷。 |
部件生產(chǎn)階段—工業(yè)CT檢測技術(shù)
鑄造缺陷因其位置分布在鑄件內(nèi)部，且形狀大小不一，所以采用常規(guī)的檢測方法都無法對缺陷進(jìn)行定性、定位和定量的分析。而CT掃描后可進(jìn)行三維顯示，可直觀對缺陷進(jìn)行分析。 CT檢測技術(shù)的應(yīng)用 通過對缺陷的位置、形狀和尺寸大小的檢測分析，可以改善壓鑄模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，壓鑄機(jī)工藝參數(shù)調(diào)整以及壓鑄溫度控制。 注：如縮孔、縮松缺陷產(chǎn)生的原因一般為冒口補(bǔ)縮作用差、爐料含氣量太多、澆注溫度過高、澆注速度等原因產(chǎn)生的；針孔產(chǎn)生的原因一般為鋁液在凝固過中析出的氣體所致，還有可能是微觀縮松。夾雜產(chǎn)生的原因主要為熔煉或澆注過程中的氧化夾雜，或者是型腔內(nèi)有異物。 | 連續(xù)的貫穿性氣孔
密集性針孔
|
部件生產(chǎn)階段—成品、配件品質(zhì)控制檢測
檢測標(biāo)準(zhǔn)
隨著汽車行業(yè)質(zhì)量品控的加強(qiáng)，相關(guān)的檢測標(biāo)準(zhǔn)也越來越完備；不管是來自客戶、供應(yīng)商還是企業(yè)本身的標(biāo)準(zhǔn)要求，都對成品、配件的品控提出了更高的要求。
如VDG P201（德國鑄造協(xié)會）、PV6093/6097、VW50093/50097等國際標(biāo)準(zhǔn)、相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)（如GBT 9438-2013 鋁合金鑄件）以及相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如：QJ530410-2010鋁合金壓鑄件檢驗(yàn)要求-上海汽車變速器有限公司）等
孔隙率分析（VW50093/50097）：
指的是在工件切片內(nèi)任意位置氣孔面積占材質(zhì)面積的比率，其數(shù)據(jù)大小間接反映了工件質(zhì)量的好壞。
CT檢測技術(shù)可通過掃描后使用VG軟件可實(shí)現(xiàn)在任意方向的孔隙率分析，且非常直觀。
| ←該樣件為鋅基合金件，按照VW50097D10的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，圖示顯示孔隙率為10.12%，故不合格。 該樣件為鋁基合金件，按照VW50097D5的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判定，圖示顯示孔隙率為3.05%，故合格。→ |
|
尺寸測量：
CT檢測技術(shù)可以按照零件設(shè)計要求，在產(chǎn)品任意圖紙截面上完成對CT數(shù)據(jù)2維或3維圖像結(jié)構(gòu)尺寸測量，僅需一次掃描即獲得零件全部內(nèi)外結(jié)構(gòu)尺寸。尤其適合內(nèi)腔結(jié)構(gòu)復(fù)雜的鑄件，是傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量方法根本無法實(shí)現(xiàn)。 如圖，尺寸測量包括了全部的測量功能，如幾何尺寸和公差（根據(jù)DIN EN ISO 1101）；在CT數(shù)據(jù)集上直接進(jìn)行2D和3D尺寸測量；幾何特征如點(diǎn)、線、面、圓柱、圓錐和圓球均可被直接擬合到CT數(shù)據(jù)，而不必將CT數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為點(diǎn)云或STL格式。 |
|
壁厚分析：
在鑄造設(shè)計到成品加工過程中，工件的壁厚會因?yàn)樵谝恍┤鐝澖俏?、深凹位的位置出現(xiàn)偏差，而導(dǎo)致壁厚不一，就可能在使用過程中由于應(yīng)力不平均而導(dǎo)致?lián)p壞。
CT檢測技術(shù)直接在CT數(shù)據(jù)上自動定位面積不足或壁厚過厚或過薄區(qū)域，用于鑄造工藝分析及鑄造模具的修正和工件輔助設(shè)計。
通過設(shè)置各種參數(shù)規(guī)定公差，例如厚度（最大、最小、平均值和偏差），可實(shí)現(xiàn)可視化分析。
實(shí)際與模型比對分析：
通過CT三維掃描、重建、獲得點(diǎn)云數(shù)據(jù)（數(shù)字3D模型），并把設(shè)計模型（CAD）導(dǎo)入VG軟件，就可實(shí)現(xiàn)對照分析。 如圖為“鑄造原料減少”或者“測芯偏出”造成比對結(jié)果不一致，通過分析不僅可以判定樣件的質(zhì)量，也可以對模具設(shè)計改進(jìn)有一定的幫助。 |
|
部件生產(chǎn)階段—焊接、新材料涂膠工藝品質(zhì)控制檢測
汽車車身是由薄板沖壓件焊接而成的空間殼體，一遍普通轎車車身有300~500個薄板沖壓件而成，焊點(diǎn)數(shù)多達(dá)3000-6000個。 其要求的焊接精度非常高，但往往由于焊接設(shè)備、焊接工藝或者焊接人員技術(shù)等原因造成焊偏、氣孔、焊縫堆積、焊縫凹陷、點(diǎn)焊順序不一致造成焊接質(zhì)量的不合格。 由于其非常細(xì)微，常規(guī)的檢測方法無法對高精度焊接缺陷的質(zhì)量進(jìn)行評估。 |
|
失效分析—問題部件失效原因分析輔助
失效概念：
簡單來說汽車零部件失去原設(shè)計所規(guī)定的功能就可以稱之為失效。
失效不僅是指完全喪失原定功能，還包括功能降低和嚴(yán)重?fù)p傷或隱患、繼續(xù)使用會失去可靠性及安全性的零部件。
失效類型：
分析失效原因重要內(nèi)容之一就是分析失效模式和失效機(jī)理。失效模式是失效件的宏觀特征，而失效機(jī)理則是導(dǎo)致零部件失效的物理、化學(xué)或機(jī)械的變化原因，并依零件的種類、使用環(huán)境而異。
汽車零部件按失效模式分類
失效基本原因： 引起零件是小的原因很多，主要可分為工作條件（包括零件的受力狀況和工作環(huán)境）、設(shè)計制造（設(shè)計不合理、選材不當(dāng)、制造工藝不當(dāng)?shù)龋┮约笆褂门c維修等三個方面。 但往往在實(shí)際生產(chǎn)中失效的原因、失效分析的流程以及使用的技術(shù)手段都是極其復(fù)雜的。 我們可以采用工業(yè)CT檢測技術(shù)，并在分析過程中與相關(guān)技術(shù)/質(zhì)量工程師溝通制造工藝、材料等信息，可以對問題部件失效原因進(jìn)行輔助分析。 |
|
案例：
某品牌汽車發(fā)動機(jī)部件漏油故障工業(yè)CT檢測分析
通過CT檢測分析，發(fā)現(xiàn)在圖示位置出現(xiàn)了大量的氣孔和大面積的疏松，并有連貫的趨勢，在受壓的情況是有很大可能造成漏油。
作為輔助分析手段，CT檢測技術(shù)可以對失效原因進(jìn)行初步的評估，為失效分析的準(zhǔn)確判定減少了很大的工作量。
失效分析—裝配度檢測
使用CT技術(shù)可以高效精確地呈現(xiàn)裝配件內(nèi)部組成及其裝配關(guān)系，便于視覺直觀分析各部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及裝配間隙公差等。 CT檢測技術(shù)不僅適合工件出廠前的裝配度檢測，還可以作為工件失效分析初步階段的檢測方法。在保證失效原因不破壞的情況下進(jìn)行初步判定，結(jié)合相關(guān)技術(shù)指導(dǎo)可對失效進(jìn)行判定或者輔助判定。 |
對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)裝配件，一次CT掃描可以完成DR初檢、任意切片檢查、三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)重現(xiàn)等，最大限度確保檢測結(jié)果的可靠性。 |
| 行業(yè)應(yīng)用：汽車鑄件、航空航天 檢測服務(wù)：三維重建、結(jié)構(gòu)研究及逆向工程技術(shù) 服務(wù)應(yīng)用：工件輔助設(shè)計 表面提?。簭腃T數(shù)據(jù)中提取表面信息，以STL格式生成表面數(shù)據(jù)文件，該文件可以導(dǎo)入到相應(yīng)的CAD軟件進(jìn)行處理。 通過表面提取和三維重建技術(shù)，可應(yīng)用于復(fù)雜零件的逆向工程技術(shù)（從實(shí)物--獲得STL點(diǎn)云--導(dǎo)入到CAD模型）： 1、零件仿制、快速原型制造； 2、導(dǎo)入CAD/CAM軟件用于后續(xù)改良設(shè)計。 逆向工程技術(shù)通過實(shí)物和設(shè)計數(shù)據(jù)的對比，不僅可以檢測是否符合設(shè)計要求，還可以輔助設(shè)計、改良設(shè)計或仿制。 |
