基于CT圖像的金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷檢測方法

張玉燕， 李永保， 溫銀堂， 張芝威

(1. 燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院，河北秦皇島066004； 2. 燕山大學(xué)測試計(jì)量技術(shù)及儀器河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河北秦皇島066004)

1 引 言

金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)材料是具有有序微結(jié)構(gòu)且呈周期排列的特種金屬材料，這種材料有很好的綜合力學(xué)性能[1，2]。由于金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)材料具有超輕、高比強(qiáng)度 、高比剛度、減震等結(jié)構(gòu)特性和高效散熱隔熱 、耐火、吸聲、電磁波吸收等功能特性，故被廣泛應(yīng)用于航空航天、武器裝備、交通運(yùn)輸、醫(yī)療、機(jī)械、建筑、化工等行業(yè)。

增材制造技術(shù)是通過對材料自下而上進(jìn)行逐層堆積粘合的一種制造方法，其設(shè)計(jì)和制造的自由度較大，能夠有效解決復(fù)雜多層金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)材料的制備問題[3]，國內(nèi)外許多學(xué)者對其已經(jīng)展開了大量相關(guān)研究[4～7]。Mines R A W等[8]使用選擇性激光熔融技術(shù)(SLM)將Ti-6Al-4V鈦合金制成體心立方(BCC)點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)同傳統(tǒng)鋁蜂窩的機(jī)械性能進(jìn)行比較，結(jié)果表明前者在結(jié)構(gòu)性能上更具優(yōu)勢；Horn T J等[9]用電子束熔化(EBM)技術(shù)將Ti-6Al-4V鈦合金制造開孔點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，并將其用于醫(yī)療類骨組織支架和低剛度植入物，對填充有不同尺寸和密度的菱形十二面體晶胞的棱柱棒進(jìn)行四點(diǎn)彎曲測試；Bai L等[10]提出了一種體心4方(BCT)晶格結(jié)構(gòu)，用選擇性激光熔融技術(shù)將Ti-6Al-4V鈦合金制備優(yōu)化的BCT結(jié)構(gòu)和BCC參考結(jié)構(gòu)作為試驗(yàn)樣品，并分別對其進(jìn)行準(zhǔn)靜態(tài)單軸研究試驗(yàn)來驗(yàn)證理論分析結(jié)果。

增材制造的本質(zhì)就是將材料加熱至熔融狀態(tài)再進(jìn)行逐層堆積冷卻成型，這一過程會產(chǎn)生大量的殘余應(yīng)力造成結(jié)構(gòu)翹曲、裂紋、斷層等不良效應(yīng)[11]，在很大程度上降低了金屬點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)-功能性能。……