XRM應(yīng)用分享  

布魯克X射線部門 王金波

金屬增材制造（LPBF/EBM/DED 等）依托逐層熔凝實(shí)現(xiàn)復(fù)雜輕量化結(jié)構(gòu)、隨形冷卻流道、點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)一體化制造，廣泛應(yīng)用航空航天、能源、醫(yī)療植入件、高級裝備。但工藝穩(wěn)定性差、內(nèi)部缺陷隱蔽、質(zhì)量一致性不足、缺少可靠微觀無損表征手段，長期制約批量工業(yè)化落地。

三維X射線顯微鏡（XRM）基于X射線斷層掃描重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)微米/亞微米級、非破壞、全三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)可視化與定量測量，貫穿粉末原材料評價(jià)→工藝開發(fā)→成品質(zhì)檢→失效分析全鏈條，針對性解決行業(yè)主要痛點(diǎn)。

1）傳統(tǒng)檢測手段存在破壞性、片面性，極易漏檢致命缺陷

2）金屬粉末原料品質(zhì)缺少高效三維表征手段，源頭缺陷難以管控

3）工藝開發(fā)依靠 “試錯(cuò)法"，缺陷形成機(jī)理難以直觀認(rèn)知，參數(shù)優(yōu)化周期漫長

4）復(fù)雜結(jié)構(gòu)（點(diǎn)陣、薄壁、一體化冷卻通道）內(nèi)部幾何與壁厚無法計(jì)量

5）熱處理、熱等靜壓（HIP）后微小缺陷演變無法定量追蹤

6）零件疲勞失效溯源困難，難以定位裂紋起源初始缺陷

布魯克三維X射線顯微鏡兼具高穿透、高分辨率、多尺度三大重大優(yōu)勢，精確解決金屬增材制造檢測痛點(diǎn)。搭載高能微焦點(diǎn)射線源，穿透能力突出，可有效檢測鈦合金、鎳基合金等高致密金屬試樣；依托納米級焦點(diǎn)與精密幾何放大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)亞微米級三維分辨，精確區(qū)分氣孔、匙孔、層間未熔合等細(xì)微缺陷。配合大面陣探測器、HART Plus智能掃描策略與 GPU 并行重建，大幅縮短掃描周期。

多尺度高分辨率成像技術(shù)，無需移出或切割樣品，一臺設(shè)備即可實(shí)現(xiàn)樣品整體無損三維成像，完成缺陷定量、內(nèi)腔幾何測量、粉末品質(zhì)篩查，助力工藝快速迭代，降低漏檢風(fēng)險(xiǎn)，滿足增材制造從原料研發(fā)到成品質(zhì)控全流程高效表征需求。

▲ 合金粉末CT切片與三維立體圖像，顆粒平均直徑約200µm

▲ 設(shè)計(jì)模型與3D打印成品CT掃描數(shù)據(jù)在三維空間的配準(zhǔn)，右圖通過彩色編碼顯示二者之間的尺寸偏差。

▲ 多材料復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)件孔隙結(jié)構(gòu)定量分析

布魯克多尺度三維X射線顯微成像技術(shù)打通從粉末、工藝、成品到失效分析的微觀無損三維表征鏈路，把傳統(tǒng) “抽樣破壞檢測" 升級為可視化、可量化、可追溯的全維度質(zhì)量評價(jià)體系，助力企業(yè)降低廢品率、縮短工藝開發(fā)周期、滿足航空、醫(yī)療等高可靠性領(lǐng)域無損驗(yàn)收規(guī)范，推動金屬增材制造從原型試制走向量產(chǎn)。

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