3D打印点阵结构内部的缺陷检测问题,需分析不同无损检测技术的优缺点和适应范围。本研究选择结合计算机断层扫描技术,提出了缺陷智能识别、定位算法,并实现了微小缺陷的分类识别,同时给出了缺陷数目和位置的不同对结构性能本身的影响关系。具体从以下几个方面展开研究:
1. 基于计算机断层扫描技术的图像重建研究
针对3D打印点阵结构的复杂几何结构、材料特性以及缺陷特征,结合不同的无损检测方法的优缺点以及适用范围,采用计算机断层扫描技术对样品进行分层扫描,利用VGStudio MAX软件进行图像重建,对样件断层扫描图像进行研究。
2. 缺陷识别与定位算法研究
根据点阵结构的周期性有序排列特性分析图像中的灰度特征,为了消除仪器本身引起的灰度不均匀性的影响,选取滑动窗口的方式对图像进行遍历,根据实际情况选择合适的窗口尺寸。根据差分图像中的缺陷边缘值建立缺陷识别规则,对缺陷实现判识和定位。
3. 微小缺陷分类识别研究
为了实现点阵结构内部微小缺陷的分类识别,在Faster R - CNN目标检测网络的基础上搭建浅层次的图像超分辨率重建网络,增强微小缺陷的目标特征和细节信息,并加深骨干网络深度,便于缺陷特征的提取。通过利用CT切片图像设置训练集,在新的网络中得到检测模型,对CT图像中的微小缺陷进行分类判识和定位。
4. 缺陷对结构性能影响研究
利用Abaqus模拟准静态压缩过程,分别开展不同位置和不同数量缺陷对点阵结构失效模式的研究,分析不同缺陷位置和数量对点阵结构失效模式的影响变化,为点阵结构在实际应用中提供理论指导。

射线照相法检测技术介绍
这是最基本、应用最多的一种射线检测方法。具体操作及特点如下:
- 检测原理:将胶片放在适当的位置,让胶片在透过射线的作用下感光,经过暗室处理后得到底片。底片上各点的黑化程度与射线照射量(照射强度×照射时间)有着紧密的联系,根据缺陷区域和完好区域的射线强度不一致,底片上的对应区域便会出现差异。在观片灯光屏上放上底片,借助透光光线观察,评片人员根据对比度不同形状的影像判定缺陷并评价样件。
- 应用范围:射线照相法广泛应用在锅炉、压力容器的制造过程和使用过程中,是以胶片作为记录介质得到缺陷的直观图像,通过观察员对底片的观察得到缺陷的数量、位置等信息,并长期保存。
- 适用材料与样件要求:这种方法可以适用在钢、钛、铜等金属材料,对于样件的形状、表面基本没有要求。对于薄的样件检测毫无难度,可以说不存在检测下限,但是检测上限受到射线穿透能力的限制。
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