医疗级影像测量系统升级:精度突破0.1μm,助力航天叶片微米级全检

2025.12.18

  新一代医疗级影像测量系统通过光学结构、算法与环境补偿三重升级,将重复精度推高至0.1μm(1σ),较上一代提升67%,可在同一平台上完成二维、三维及多元传感复合检测,为航天高压涡轮叶片冷却孔、喉道等关键部位提供全尺寸、非接触、无损伤的批量测量方案,单件检测节拍缩短至38秒,数据可直接对接MES系统,实现加工—测量—补偿闭环。

  系统核心在于“亚像素边缘提取+AI形貌重建”双引擎:高数值孔径物镜将光学分辨率推至0.05μm,配合16bit低噪声CMOS,边缘灰度过渡带被细分为1/20像素;AI模型在20TB航天叶片数据库训练后,可自动识别铸造再结晶层微纹理,剔除毛刺与反光干扰,将真值偏差控制在±0.08μm以内,满足GJB 2440A-2020对一级叶片型面轮廓0.15μm的极限要求。

  环境补偿模块集成激光干涉尺、气压-温度-湿度多传感阵列,以500Hz频率实时修正折射率变化;花岗岩基座采用蜂窝阻尼结构,将地面微振衰减至0.3μm以下,确保24小时连续测量漂移<0.1μm;软件端内置航天材料热膨胀系数库,可自动换算20℃±0.05℃标准状态值,避免实验室恒温投资,整机功耗下降28%。

  针对叶片冷却孔φ0.2mm×15°倾角的测量痛点,系统新增共聚焦白光传感器,在5mm/s扫描速度下实现0.01μm纵向分辨率,可一次性获取孔径、圆度、入口倒角及内壁粗糙度四项参数,替代传统三坐标+显微镜两道工艺,节省90%治具成本;同时支持轮廓度、位置度GD&T一键输出,报告格式兼容Q-DAS,助力航天企业实现PPAP Level 3快速过审。

  目前该升级方案已在国内某航天叶片产线完成验证,首批2000件高压涡轮叶片检测数据显示,孔位一致性CpK由1.33提升至2.18,返工率下降42%,单台设备年节省成本约320万元;系统预留的第四轴接口可扩展激光诱导击穿光谱(LIBS)模块,为下一代单晶合金成分在线监控提供升级路径,持续锁定航天制造微米级品质管控制高点。

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