一种工业CT检测对比试块、制造方法及检测方法与流程

一种工业ct检测对比试块、制造方法及检测方法
技术领域
1.本发明属于无损检测技术领域，尤其涉及一种工业ct检测对比试块、制造方法及检测方法。


背景技术：

2.工业ct检测技术是利用x射线探测工件内部的缺陷,可以获得工件内部密度均匀性、孔隙、裂纹等缺陷信息。工业ct检测具有高精度、三维可视化成像等优点，常用于金属零件中微缺陷的无损检测，特别适用于金属增材制造零件。
3.金属增材制造材料结构内部通常包含尺度从数十微米到上百微米不等的微观缺陷，如孔洞、孔隙、裂纹等，这种尺度的缺陷会对材料的力学性能产生影响，因此，大多采用工业ct检测方法对金属增材制造零件进行无损检测。工业ct检测方法的无损检测灵敏度是通过其对对比试块的检测进行验证。
4.目前，现有金属增材制造对比试块内部的缺陷通常是直接通过打印埋入的，缺陷的位置固定，缺陷数量固定，因此，对比试块适用范围小，而且对比试块内缺陷的精度较低，无法准确验证工业ct检测方法的检测灵敏度，从而导致难以评价相应零件的工业ct检测结果的准确性及稳定性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提出一种工业ct检测对比试块、制造方法及检测方法，具有较大的适用范围，提高对工业ct检测方法的检测灵敏度验证能力。
6.为达此目的，本发明采用以下技术方案：
7.一种工业ct检测对比试块，包括：
8.第一增材制造块，所述第一增材制造块的一侧面上开设有多个相互间隔的第一容置槽；
9.第二增材制造块，所述第二增材制造块的一侧面上设置有多个相互间隔的第一凸起，所述第一容置槽的深度大于所述第一凸起的高度；
10.多个增材制造微型块，每个所述第一容置槽的底端能够密封填堵有一个所述增材制造微型块，每个所述第一容置槽的顶端能够密封填堵有一个所述第一凸起，且同一个所述第一容置槽内的所述第一凸起和所述增材制造微型块相互贴合，至少一个所述第一容置槽内的所述增材制造微型块上设置有μm量级的人工缺陷。
11.作为优选，还包括第三增材制造块，所述第三增材制造块的一侧面上设置有多个相互间隔的第二凸起，所述第二增材制造块上异于所述第一凸起的侧面上开设有多个相互间隔的第二容置槽，每个所述第二容置槽内能够同时密封填堵有一个所述第二凸起和一个所述增材制造微型块，至少一个所述第二容置槽内的所述增材制造微型块上设置有所述人工缺陷。
12.作为优选，所述第一凸起和所述第二容置槽分别设置于所述第二增材制造块的两
个相对的侧面。
13.作为优选，所述增材制造微型块为立方块或圆柱体。
14.作为优选，多个所述第一容置槽沿着直线均匀排布。
15.作为优选，所述人工缺陷包括盲孔，所述盲孔的直径与深度相同。
16.一种工业ct检测对比试块制造方法，用于制造上述的工业ct检测对比试块，所述方法包括：
17.利用增材打印方法打印出第一增材制造块、第二增材制造块和多个增材制造微型块；
18.利用精密加工方法在部分数量的增材制造微型块上加工出μm量级的人工缺陷。
19.一种工业ct检测对比试块检测方法，采用上述的工业ct检测对比试块，所述方法包括：
20.在第一增材制造块的每个第一容置槽内填入一个增材制造微型块，确保至少一个第一容置槽内放置有具有人工缺陷的增材制造微型块；
21.将第一增材制造块和第二增材制造块进行插合，组装成对比试块；
22.利用工业ct检测方法对所述对比试块进行至少一次扫查，得出检测数据；
23.根据所述检测数据确定工业ct检测方法能否达到所需的灵敏度要求。
24.作为优选,当对工业ct检测方法能达到的灵敏度验证要求较低时，在至少两个第一容置槽内放入具有人工缺陷的增材制造微型块，利用工业ct检测方法对对比试块进行至少一次扫查。
25.作为优选，当对工业ct检测方法能达到的灵敏度验证要求较高时，同一个具有人工缺陷的增材制造微型块逐一放入多个第一容置槽内，每放入一个第一容置槽进行一次扫查。
26.本发明的有益效果：
27.本发明提供了一种工业ct检测对比试块，第一增材制造块和第二增材制造块相互插合，将增材制造微型块密封填堵于第一增材制造块内，然后利用工业ct检测方法对插合形成的对比试块进行扫查，根据扫查结果能够验证工业ct检测方法的检测灵敏度；至少一个第一容置槽内的增材制造微型块上设置有μm量级的人工缺陷，剩余的第一容置槽内的增材制造微型块上无人工缺陷，作为填充物使用，可以改变具有人工缺陷的增材制造微型块的数量及将具有人工缺陷的增材制造微型块更换到不同的第一容置槽内进行验证，实现对对比试块不同区域的检测灵敏度校验，增大适用范围，而且，人工缺陷达到μm量级，精度较高，可以提高灵敏度验证的准确性。
28.本发明还提供了一种工业ct检测对比试块制造方法，首先，利用增材打印方法打印出第一增材制造块、第二增材制造块和增材制造微型块；然后，利用精密加工方法在部分数量的增材制造微型块上加工出μm量级的人工缺陷。采用精密加工方法能够加工出较高精度的人工缺陷，从而提高灵敏度验证的准确性。
29.本发明还提供了一种工业ct检测对比试块检测方法，首先，将第一增材制造块、增材制造微型块和第二增材制造块进行插合组装，然后，利用工业ct检测方法进行扫查验证，确定其检测灵敏度。
附图说明
30.图1是本发明实施例一提供的工业ct检测对比试块在分解状态下的结构示意图；
31.图2是本发明实施例一提供的工业ct检测对比试块的第一种结构的示意图；
32.图3是本发明实施例一提供的工业ct检测对比试块的第二种结构的示意图；
33.图4是本发明实施例一提供的工业ct检测对比试块的第三种结构的示意图。
34.图中：
35.1、第一增材制造块；2、第二增材制造块；3、增材制造微型块；4、第三增材制造块；5、第四增材制造块；
36.11、第一容置槽；21、第一凸起；22、第二容置槽；41、第二凸起；51、第三凸起。
具体实施方式
37.下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的零部件或具有相同或类似功能的零部件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
38.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“安装”应做广义理解，例如，可以是安装连接，也可以是可拆卸连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
39.在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
40.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
41.实施例一
42.如图1至图4所示，本实施例提供了一种工业ct检测对比试块，其包括第一增材制造块1、第二增材制造块2及多个增材制造微型块3，第一增材制造块1的一侧面上开设有多个相互间隔的第一容置槽11；第二增材制造块2的一侧面上设置有多个相互间隔的第一凸起21，第一容置槽11的深度大于第一凸起21的高度；每个第一容置槽11的底端能够密封填堵有一个增材制造微型块3，每个第一容置槽11的顶端能够密封填堵有一个第一凸起21，且同一个第一容置槽11内的第一凸起21和增材制造微型块3相互贴合，至少一个第一容置槽11内的增材制造微型块3上设置有μm量级的人工缺陷。
43.本实施例提供的工业ct检测对比试块，第一增材制造块1和第二增材制造块2相互插合，将增材制造微型块3密封填堵于第一增材制造块1内，然后利用工业ct检测方法对插合形成的对比试块进行扫查，根据扫查结果能够验证工业ct检测方法的检测灵敏度；至少一个第一容置槽11内的增材制造微型块3上设置有μm量级的人工缺陷，另外的第一容置槽11内的增材制造微型块3上无人工缺陷，作为填充物使用，可以改变具有人工缺陷的增材制
造微型块3的数量及将具有人工缺陷的增材制造微型块3更换到不同的第一容置槽11内进行验证，实现对对比试块不同区域的检测灵敏度校验，使得验证方法更加灵活，增大适用范围，而且，人工缺陷达到μm量级，精度较高，可以提高灵敏度验证的准确性。
44.本实施例提供的工业ct检测对比试块还包括第三增材制造块4，第三增材制造块4的一侧面上设置有多个相互间隔的第二凸起41，第二增材制造块2上异于第一凸起21的侧面上开设有多个相互间隔的第二容置槽22，每个第二容置槽22内能够同时密封填堵有一个第二凸起41和一个增材制造微型块3，至少一个第二容置槽22内的增材制造微型块3上设置有人工缺陷。第三增材制造块4的设置能够实现对更多个不同位置处人工缺陷的检测，使得检侧方法更加灵活多样，进一步提高灵敏度验证的准确性。
45.为了实现密封填堵，第一容置槽11和第二容置槽22的横截面形状相同且均与增材制造微型块3横截面密封配合，增材制造微型块3的高度与第一凸起21的高度之和等于第一容置槽11的深度，且增材制造微型块3的高度与第二凸起41的高度之和等于第二容置槽22的深度，保证插合在一起时内部没有间隙，避免将间隙作为新的缺陷，影响检测结果。
46.具体地，第一凸起21和第二容置槽22分别设置于第二增材制造块2的两个相对的侧面。该种设置使得第一增材制造块1、第二增材制造块2及第三增材制造块4便于插合，使得组装的结构稳定，便于进行检测。
47.可选地，本实施例提供的工业ct检测对比试块还包括第四增材制造块5，第四增材制造块5的一侧面上设置有多个第三凸起51，在第三增材制造块4上与第二凸起41相对的侧面上开设多个第三容置槽，多个第三凸起51一一对应的插合于多个第三容置槽内，在第三容置槽内填堵增材制造微型块3，进一步实现了对更多个不同位置处人工缺陷的检测。
48.如图2中所示，第三增材制造块4的最左侧的第二凸起41对应的增材制造微型块3上设置有人工缺陷，其余的均无人工缺陷。当然，也可以将具有人工缺陷的增材制造微型块3放置在其他的第二容置槽22内，也可以放置有多个具有人工缺陷的增材制造微型块3，人工缺陷具体设置的位置及数量根据实际检测需求进行确定。
49.可选地，如图2所示，第一增材制造块1、第二增材制造块2及第三增材制造块4均为圆柱状，且三者底面的直径相同，插装在一起后形成一个大圆柱状结构，用于模拟工业ct检测方法对圆柱状金属增材制造零件内缺陷检测的灵敏度。
50.可选地，如图3所示，第一增材制造块1、第二增材制造块2、第三增材制造块4及第四增材制造块5均为圆台状，插合组装为一个大圆台结构，用于模拟工业ct检测方法对圆台状金属增材制造零件内缺陷检测的灵敏度。
51.可选地，如图4所示，第一增材制造块1、第二增材制造块2、第三增材制造块4及第四增材制造块5插合组装为一个球形结构，用于模拟工业ct检测方法对球形金属增材制造零件内缺陷检测的灵敏度。当然，也可以组装为其他形状，具体形状可以根据被检零件的外形特征进行设计制造。
52.可选地，增材制造微型块3可以为立方块。相应的，第一容置槽11、第二容置槽22和第三容置槽的截面均为正方形。增材制造微型块3也可以为圆柱体，相应的，第一容置槽11、第二容置槽22和第三容置槽的截面均为圆形。当然，增材制造微型块3还可以为长方体等，在此不再一一列举。
53.具体地，多个第一容置槽11沿着直线均匀排布。当然，也可以沿着弧线或者不规则
线条进行排布。
54.可选地，人工缺陷包括盲孔31，盲孔31的直径与深度相同，用以模拟孔洞类缺陷。当然，也可以包括条纹形凹槽，以模拟裂纹类缺陷，进一步增大了检测范围。
55.实施例二
56.本实施例提供了一种工业ct检测对比试块制造方法，用于制造实施例一提出的工业ct检测对比试块，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记，该对比试块制造方法包括：
57.s1、利用增材打印方法打印出第一增材制造块1、第二增材制造块2和增材制造微型块3。
58.首先，根据被检零件的材料特征，使用增材打印方法打印出多个体积相等的增材制造微型块3，例如，尺寸为1mm
×
1mm
×
1mm的立方体。
59.然后，根据被检零件的外形特征设计对比试块模型，需考虑在对比试块上的检测灵敏度关注区域预留相应的空腔以放置增材制造微型块3，通常为对比试块转轴区域、近表面区域、上下两侧区域等。对比试块设计分割成数个可分离的部段以便于取放位于各个空腔内的增材制造微型块3，例如，对比试块的设计模型分为第一增材制造块1、第二增材制造块2、第三增材制造块4及第四增材制造块5等。
60.最后，根据设计的第一增材制造块1、第二增材制造块2、第三增材制造块4及第四增材制造块5的设计模型，采用增材打印方法打印出实体。
61.s2、利用精密加工方法在部分数量的增材制造微型块3上加工出μm量级的人工缺陷。
62.首先，根据被检零件的检测灵敏度要求，在其中一个或多个增材制造微型块3上使用精密机械加工方法或者激光加工方法加工出需检测出的相应大小的人工缺陷，例如，若被检零件需检测出0.03mm的孔洞缺陷，则在增材制造微型块3上钻一个直径为0.03mm，深度为0.03mm的小孔。然后，使用如微焦点高分辨率工业ct等具有高分辨力的检测设备对增材制造微型块3进行准确测量，选取出具有较高精度人工缺陷的增材制造微型块3，以作为合格的增材制造微型块3使用，有利于提高检测的准确性，而且，通过对增材制造微型块3进行准确测量，还可以排除本身在打印阶段便出现缺陷的增材制造微型块3，进一步提高了检测的准确性。
63.实施例三
64.本实施例提供了一种工业ct检测对比试块检测方法，采用实施例一提出的工业ct检测对比试块，其中与实施例一相同或相应的零部件采用与实施例一相应的附图标记，对比试块检测方法：
65.s1、在第一增材制造块1的每个第一容置槽11内填入一个增材制造微型块3，确保至少一个第一容置槽11内放置有具有人工缺陷的增材制造微型块3。
66.s2、将第一增材制造块1和第二增材制造块2进行插合，组装成对比试块。
67.s3、利用工业ct检测方法对对比试块进行至少一次扫查，得出检测数据。
68.s4、根据检测数据确定工业ct检测方法能否达到所需的灵敏度要求。若对比试块的所有区域内的人工缺陷均被识别出，则该工业ct检测方法能达到检测被检零件中同尺寸缺陷的灵敏度要求。
69.具体地，当对工业ct检测方法能达到的灵敏度验证要求较低时，在至少两个第一容置槽11内放入具有人工缺陷的增材制造微型块3，利用工业ct检测方法对待检测试块进行至少一次扫查。在单次扫查中同时在多个检测灵敏度关注区域放置含人工缺陷的增材制造微型块3，这样可以提高工业ct检测方法灵敏度验证的效率。
70.具体地，当对工业ct检测方法能达到的灵敏度验证要求较高时，同一个具有人工缺陷的增材制造微型块3逐一放入多个第一容置槽11内，每放入一个第一容置槽11进行一次扫查。在每次扫查中仅在其中一个第一容置槽11里放置含人工缺陷的增材制造微型块3，这样可以在验证检测灵敏度的过程中，保持对比试块不同检测灵敏度关注区域中的人工缺陷大小和形状严格一致。当然，也可以在多个第一容置槽11、多个第二容置槽22及多个第三容置槽内选择性的择一更换位置。当对比试块上的所有区域均能准确检测出人工缺陷，则说明工业ct检测方法满足相应的灵敏度要求。
71.显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。