3D光学测量仪将航天叶片检测误差降至微米级

2025.12.22

  新一代3D光学测量系统通过蓝光栅扫描与AI边缘计算融合,把航天发动机叶片的轮廓度、前后缘半径、扭转角等关键尺寸检测精度从传统接触式测量的±15 μm提升到±3 μm,单件检测时间由45分钟缩短至6分钟,为批产阶段100%全检奠定数据基础。

  系统采用400万像素高速工业相机与纳米级光栅投影模块,可在0.3秒内完成叶片曲面高密度点云采集;内置的多元传感补偿算法同步校正温度漂移与振动偏差,确保在20℃±2℃、湿度45%RH的在线环境下重复性误差≤1 μm,满足钛合金、单晶高温合金等不同材质的热变形特性。

  针对叶片复杂冷却通道,设备引入360°旋转光路设计,配合0.015 mm超薄激光测头,可深入90 mm深度、曲率半径仅0.8 mm的内腔,获取完整三维数据;系统自动生成色谱偏差图,将实际壁厚与设计模型比对,瞬时定位0.05 mm级余量超差区域,指导精密加工中心二次去除,避免传统剖切破坏带来的报废风险。

  检测完成后,平台一键输出符合AS9100标准的全尺寸报告,包含GD&T、SPC趋势及CPK值,数据直接对接MES系统,实现从铸造、机加到涂层工序的质量追溯;据航天叶片产线实测,导入该方案后首件合格率提升12%,返工率下降28%,每年节省钛合金原料成本约320万元。

  随着商业航天发射频次年增30%,叶片批产节奏已从“小批量”转向“脉动生产线”,3D光学测量仪以非接触、全曲面、微米级精度成为质量门控的核心装备,正推动航天动力制造进入数字化、零缺陷的新阶段。

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