新一代航天发动机叶片需将轮廓度误差控制在±3μm以内,传统接触式量测因探针压力易引发薄壁件变形。最新引入的影像三次元系统采用0.1μm分辨率光栅尺与四轴联动复合传感器,在30秒内完成叶片前缘曲率、后缘厚度及冷却孔位全尺寸扫描,测量不确定度降至1.2μm,较上一代方法提升60%,直接支撑发动机推重比提升8%的设计验证。
系统核心在于“蓝光投影+共聚焦白光”双通道协同:蓝光区域瞬时投射1200万条纹,实现复杂曲面点云高密度采集;白光传感器以200Hz频率实时追踪叶片边缘亚像素级变化,自动补偿热漂移。配合AI边缘计算,测量数据与CAD模型实时比对,超差部位以色差图形式即时反馈,工艺调整周期由2天缩短至4小时。
针对航天钛合金、镍基单晶等反光材质,系统内置偏振穹顶光源与自适应曝光算法,将镜面反射干扰降低90%,确保高亮表面数据完整率≥99.5%。同时,多元传感模块可切换为激光差动扫描模式,对深度大于20mm的冷却内腔进行非接触测厚,壁厚重复精度达±2μm,满足发动机热端部件寿命预测对壁厚减薄量的严苛监控需求。
产线集成方面,测量工位与五轴加工中心通过MES数字孪生接口对接,实现“加工—测量—补偿”闭环:CNC完成精铣后立即送入影像三次元单元,测量结果以QIF格式回传机床,刀补参数自动迭代,使叶片型面加工合格率由92%提升至99.1%,单件平均废品成本下降45%,为航天高密度发射任务提供了可复制的精密制造范式。

