葉片是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件，它負(fù)責(zé)將高溫高壓的氣流轉(zhuǎn)化為發(fā)動(dòng)機(jī)推進(jìn)力。航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪單個(gè)葉片所產(chǎn)生的動(dòng)力是一輛小型家用汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的十倍以上。這些葉片必須在極端惡劣的高溫環(huán)境下維持正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此，渦輪葉片設(shè)計(jì)和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)苛，以保證性能和效率最大化，從而給飛行安全帶來(lái)保障。

新拓三維XTOM藍(lán)光高精度三維掃描儀，采用非接觸式方式測(cè)量，可全尺寸獲取葉片的葉形和葉緣輪廓數(shù)據(jù)，檢測(cè)型面偏差及缺陷，以檢測(cè)葉片形變情況進(jìn)一步指導(dǎo)葉片矯型，特別適合于精密輪廓、復(fù)雜曲面及柔性表面的測(cè)量。

飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片檢測(cè)

渦輪葉片設(shè)計(jì)持續(xù)向更高性能，更長(zhǎng)使用壽命和更高燃油效率看齊。隨著葉片型面越來(lái)越多樣，裝配組件不同，復(fù)合材料鑄造工藝的融合，渦輪葉片的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)日趨復(fù)雜，測(cè)量難度大大提升。

針對(duì)翼型橫截面區(qū)域，對(duì)齊，葉片輪廓，后緣半徑和葉根部位形狀，需要以無(wú)損方式進(jìn)行測(cè)量，這對(duì)傳統(tǒng)的測(cè)量方法是一個(gè)挑戰(zhàn)。新拓三維XTOM藍(lán)光三維掃描儀，可用于測(cè)量渦輪葉片復(fù)雜零件檢測(cè)，測(cè)量復(fù)雜翼型幾何形狀，尤其擅長(zhǎng)處理經(jīng)過(guò)熔模鑄造工藝加工的后緣尺寸，這個(gè)部位在燎氣輪機(jī)中所占面積非常小，測(cè)量難度大。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片藍(lán)光三維掃描

傳統(tǒng)測(cè)量方式

客戶以往通過(guò)三坐標(biāo)打點(diǎn)測(cè)量，或者采用檢具進(jìn)行檢測(cè)，前者只能測(cè)得各被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值，無(wú)法獲取完整型面的三維數(shù)據(jù)。后者面對(duì)不同葉片類(lèi)型，需要使用不同的檢具，且無(wú)法保證每個(gè)檢具的精度。

且采用接觸式測(cè)量方案，沒(méi)有量化的數(shù)據(jù)或報(bào)告來(lái)精準(zhǔn)指導(dǎo)后續(xù)葉片尺寸矯正工作。

三維掃描解決方案

使用XTOM高精度藍(lán)光三維掃描儀對(duì)葉片表面進(jìn)行掃描，以獲取葉片表面平整度、凹凸、缺陷等完整三維數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步比對(duì)理論CAD模型，快速獲取型面誤差色譜圖。

航空葉片藍(lán)光三維掃描數(shù)據(jù)

通過(guò)專業(yè)檢測(cè)軟件進(jìn)行曲面缺陷分析，得到型面尺寸偏差及缺陷內(nèi)容誤差，如偏差區(qū)域的位置、曲面形狀、翼型、后緣尺寸等準(zhǔn)確數(shù)值。

葉片數(shù)模檢測(cè)對(duì)比圖

采用XTOM藍(lán)光三維掃描儀掃描3D數(shù)據(jù)，擬合CAD設(shè)計(jì)文件進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)合全尺寸偏差數(shù)據(jù)分析報(bào)告，輔助工作人員評(píng)估葉片鑄件尺寸偏差情況，并指導(dǎo)進(jìn)一步加工矯正。

小型葉片三維掃描檢測(cè)

目前，大部分葉片為鑄造成型，在鑄造成型后，可能會(huì)存在一些形變，需要檢測(cè)其是否和設(shè)計(jì)形狀一致。若不一致，輕則影響機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)效率，重則導(dǎo)致葉片斷裂，造成嚴(yán)重后果。

以下掃描案例為精密小尺寸葉片，對(duì)于檢測(cè)的精度要求較高，擬通過(guò)XTOM高精度藍(lán)光三維掃描儀+全局點(diǎn)拼接的方式，獲取小型葉片點(diǎn)云數(shù)據(jù)并與CAD圖紙擬合進(jìn)行形變檢測(cè)，以及尺寸趨勢(shì)分析。

葉片檢測(cè)難題

小型葉片3D建模檢測(cè)范圍主要包括：全尺寸檢測(cè)、翼型檢測(cè)、尺寸偏差趨勢(shì)變化檢測(cè)等。

葉片型面多由曲面構(gòu)成，傳統(tǒng)接觸式測(cè)量存在測(cè)頭干涉、無(wú)法檢測(cè)完整的型面、難以建立檢測(cè)基準(zhǔn)、無(wú)法分析整個(gè)型線的面輪廓度等諸多問(wèn)題。

藍(lán)光三維掃描方案

XTOM藍(lán)光三維掃描儀由左右兩個(gè)500萬(wàn)-900萬(wàn)（可選配）高分辨率的工業(yè)CCD相機(jī)和中央光柵投影單元組成，采用結(jié)構(gòu)光測(cè)量的方式，投射具有相位信息的光柵條紋到葉片表面，左右兩個(gè)相機(jī)進(jìn)行同步的測(cè)量,可快速、準(zhǔn)確獲得高密度三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

葉片類(lèi)精密件，對(duì)于邊緣的掃描完整度要求高，XTOM藍(lán)光三維掃描儀測(cè)量頭可以在任何位置及角度對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行掃描測(cè)量；通過(guò)多角度和邊緣特征掃描，每次單幅掃描數(shù)據(jù)都可以自動(dòng)拼接，輸出完成的3D數(shù)據(jù)文件（STL、PLY、OBJ等格式）。

XTOM藍(lán)光三維掃描儀，通過(guò)對(duì)整個(gè)型面區(qū)域進(jìn)行掃描，也可以對(duì)內(nèi)外環(huán)相貫面、尾緣槽進(jìn)行檢測(cè)，利用掃描3D數(shù)據(jù)與CAD原始文件擬合的方式，建立檢測(cè)基準(zhǔn)檢測(cè)，滿足葉片檢測(cè)的技術(shù)要求。

新拓三維XTOM高精度藍(lán)光三維掃描儀，可以選用300萬(wàn)像素、500萬(wàn)像素以及900萬(wàn)像素的工業(yè)相機(jī)，并可選配小幅面工業(yè)相機(jī)，在掃描精密復(fù)雜零部件、小尺寸工件時(shí)更具有優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)榱悴考馁|(zhì)量控制、性能評(píng)估及生產(chǎn)加工提供可靠的數(shù)據(jù)支持。