光学测试仪器赋能航天器复合材料无损检测

2025.12.25

  新一代光学测试仪器通过亚微米级非接触扫描,可在不破坏碳纤维铺层的前提下完成航天器舱壁厚度、孔隙率与分层缺陷的三维量化评估,单台设备检测效率提升4.7倍,已在我国最新批次的运载火箭贮箱段实现100%全覆盖检测。

  系统采用蓝光结构光与共聚焦双通道同步架构,横向分辨率0.5µm、纵向重复精度±0.8µm,可在30秒内完成600mm×600mm曲面区域的0.1mm级分层识别;内置的AI比对引擎把实测点云与CAD数模实时配准,自动标红超差区域并生成可追踪的缺陷编号,省去传统超声耦合剂与人工标记步骤。

  针对航天复合材料各向异性导致的反光差异,仪器装载了自适应多频投影算法:先以低频条纹获取宏观轮廓,再用高频条纹进行细节增强,配合偏振滤光模块,可将表面纤维反光降低92%,确保高亮区域与暗纹区域同时达到信噪比>60dB,避免漏检。

  检测数据通过加密千兆网口直传MES系统,测量报告包含缺陷位置、深度、体积及纤维走向角度,可与后续自动钻铆、补胶工艺闭环联动;据产线统计,导入该光学测量方案后,贮箱段因隐蔽缺陷导致的返修率由1.3%降至0.15%,单发火箭节省结构复查工时约38人时。

  随着商业航天发射频次逐年递增,光学测试仪器正以高速、免接触、数据可追溯的优势,成为保障复合材料轻量化和结构可靠性不可或缺的计量手段,为火箭和卫星的批量生产提供持续的质量动能。

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