T∕CSTM 00269-2020 激光选区熔化制造结构工业ct尺寸测量

ICS19.100ComputedtomographyindimensionalOfselectivelasermeltingmanufactureds2020-06-19发布I本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。本标准由中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会（CSTM/FC53）本标准由中国材料与试验团体标准委员会航空材料领域委员会（CSTM/FC53）激光选区熔化制造结构工业CT尺寸测量本标准规定了使用X射线工业CT系统进行激光选区熔化制造结构尺寸测量的一般要求、工艺技术GB/T12604.12无损检测术语工业GB/T29067无损检测工业计算机层析成像(CT)图像测量方法GB/T29069无损检测工业计算机层析成像（CT）系统性能GB/T36439无损检测航空无损检测人员资格鉴定与认证测量元素geometricalelementofmeasur表征被测量所涉及的几何元素，如线段、内切厚度标准试块thicknessstandard2尺寸对比试块measurementcomparisonp具有与待测零件尺寸测量部位相同结构且采用接触法或光学法测量校准可达的试块，用于评价CT4.1检测人员4.1.2从事工业CT检测的人员应按GB∕T36439-2018或其它行业标准进行技术资格鉴定，取得相应4.1.3当委托方有特殊要求时，检测人员应依据客户要求取得符合相关资格认证标准的资质。4.2设施与环境条件4.2.1检测场所4.2.1.4工业CT检测场所应安4.2.2控制场所4.2.2.1工业CT控制场所应整洁、安静，不应有在计算机屏幕上引起4.3设备与器材4.3.1.1根据激光选区熔化制造结构的材料种类和结构尺寸等因素选择X4.3.1.2当电源电压波动超过±10%且影响射线源正常工作时，应配备稳压电源。4.3.2探测器4.3.2.1探测器可选用线阵列探测器或面阵列探测器，像素单4.3.3机械运动系统4.3.3.1直线运动轴定位精度应不低于±0.15mm，重复定位精度应不低于±0.1mm。4.3.3.2转台旋转定位精度应不低于±60″，重复定位精度应不低于±40″。4.3.4试块4.3.4.1长度标准试件准长度量值。标准试件的长度宜大于待测零件的4.3.4.2厚度标准试块厚度标准试块宜选用与待测零件材料相同或密度相近的材料4.3.4.3尺寸对比试块4.4.1.1重建软件应能自由选择重建区域，尽可能减少空气背景所占据的像素数量比例。4.4.1.2重建软件宜具有旋转中心校正4.4.1.3重建软件宜具有射束硬化4.4.3.1测量软件应能沿指定方向绘制灰度分布曲线并确定最大灰度梯度位置。4.4.3.2测量软件应能通过灰度阈值法确定零件表面位置。4.4.3.4测量软件应能在测量点位置进4.5待测零件表面状态4.6检测时机4.7检测工艺卡或规程b)用于固定零件并调整倾斜角度的工装夹具；45.1概述5.1.1工业CT系统使用前，应按设备使用说明书进行热机和机械轴校准。5.1.2应按GB/T29069测试工业CT系统极限空间分辨力，为后续测试系统尺寸测量极限提供依据。5.3透照布置5.3.1.1零件摆放方向应尽量选择旋转一周过程中射线最大穿透厚度小且材料厚度变化小的角度。5.3.1.2具有平板结构的激光选区熔化制造零件应倾斜放置，平板结构零件在旋转平台上应装夹牢固无晃动，同时确保零件在旋转一周过程中不会与设备发生碰5.3.3.1进行工业CT检测时，待测零件应尽可能置于最佳放大比Mopt位置附近，且零件最大尺寸应不大于所在位置处射线宽度。Mopt计算见公式（1(d)2Mopt=1+|(a,…………(1)d——探测器像素尺寸，单位为毫米（mm55.4透照参数选择5.4.1.1在射线穿透能力允许的条件下，5.4.1.2射线源出束稳定状态下零件旋转一周，探测器响应灰度直方图中零件材料灰度峰值和空气背5.4.2.1在管功率和检测时间条件允许的情况下，宜选用大的管电流和长的积分时间以达到提高图像5.5探测器响应校准5.5.2如曝光条件发生变化，应重新进行探测器响应校准。5.5.3若探测器存在坏像素通道，宜通过软件对坏像素响应进行修正避免引入环形伪像。探测器微动可有效提高系统空间分辨率。在设备功能可实现的条件下，宜至少采用1次探测器微动并通过高斯法将球面拟合成理想球体，测量两个理想球体的球心距l。当前放大比条件下CT图像体素V=v×L0…………6L0——长度标准试件球心距校准值，单位为毫米（mm布曲线宽度不再发生显著变化，则h为当前CT成像系统的尺5.8.2当透照布置、透照参数、放大比、投影数量、探测器响应校正发生变化时，应重新进行尺寸测5.10.2重建图像宜进行旋转中心校正和射束硬化校正，以消除伪像。5.11.1测量原理据的体素数量和体素尺寸的乘积表示被测量的量值，见L=n×V………………(3)L——结构尺寸，单位为毫米（mm）；5.11.2零件表面位置确定方法5.11.2.1薄壁结构对于厚度大于2h的薄壁结构，宜采用CT图像灰度直方图中材料灰度与空气灰度的平均灰度值所对应的体素坐标作为结构表面位置。对于壁厚小于2h且大于h的结构，宜采用沿待测零件表面法向最大灰度梯度所对应的体素坐标作为零件表面位置。对于壁厚小于h的结构，推荐采用厚度标准试块确定薄75.11.3测量方式5.11.3.1概述5.11.3.2人工测量5.12测量结果记录5.12.1测量误差与不确定度测量结果宜通过尺寸对比试块进行系统误差修正及测量不确定度评价，计算方法参见附录测量结果宜表示为YMP=yMP-b±UMP，其中yMP表示未经修正的测量结果，b表示系统误差，UMP5.12.3零件表面粗糙度5.12.3.1激光选区熔化制造零件表面粗糙度可通过微焦点CT在被测量位置附近进行尺寸校准的平均5.12.3.2用于尺寸校准的微焦点CT图像体素尺寸宜小于测量图像体素尺寸的1/5。5.12.3.3粗糙度对CT测量结果影响的评价参数R，见公式（4m——工业CT尺寸测量结果平均值，单位为毫米（mmc——微纳CT尺寸校准结果平均值，单位为毫米cmax——微纳CT尺寸校准结果最大值，单位为毫米（mm）；cmin——微纳CT尺寸校准结果最小值，单位为毫米（mm）；5.13数据存储85.13.1.1应保存重建CT图像的投影数据、重建5.13.1.2重建CT图像的投影数据应以RAW、TIFF、DICOM、DICONDE格式或5.13.1.3重建参数应随图像数据一同保存5.13.1.4用于测量的CT图像应以RAW、TIFF、DICOM或DICONDE格式或CT系统软件自带格式存储，不允5.13.2测量数据存储5.13.2.2测量结果应同测量位置一起保存，并记录在CT图像上或以文本格5.14检测记录与报告5.14.1检测记录a)检测记录编号、报告编号、工艺卡或b)零件名称、零件类别、图号、编号及数量；5.14.2检测报告应定期对数控轴线的定位精度和重复定位精度进行测试，每年至少6.4.1图像空间分辨率应不低于2.0L6.4.2图像中尺寸测量位置附近不应存在明显的环A.1概述A.1.1利用经校准的激光选区熔化制造结构尺寸对比试块进行工业CT测量不确定度评价。A.1.2工业CT不确定度的测试评价过程必须包含完全相同的测试步骤和测试条件，还需要考虑激光选区熔化制造材料性能波动以及操作人员的影响。工业CT测量A.1.3工业CT测量不确定度可通过在一个经校准的零件上进行多次测量试验进行评价。建议对于重要A.2.1系统误差计算系统误差可通过被测量CT测量结果平均值b=yCT-ycal…………(A.1)yCT——被测量CT测量结果平均值；ycal——被测量校准值A.2.2系统误差修正YMP=yMP-b…………(A.2)A.3不确定度A.3.1测量不确定度计算当测量结果中的系统误差被修正，其测量不当测量结果中的系统误差未被修正，其测量k——包含因子，95%置信度条件下k=2；ucal——由已校准零件校准证书上标示的测量不确定度引入的标准不确定度；up——由测量过程引入的标准不确定度；uw——由材料波动引入的标准不确定度；A.3.2校准不确定度计算校准不确定度ucal可通过校准证书中的扩展不确定度Ucal和包含因子k按公式（A.5）进行计算。件测量次数不少于20次。测量过程不确定度up按式（A.6）进行计算。up,j—第j个零件测量过程不确定度分量；yi,j—第j个零件第i次测量值；yj—第j个零件测量平均值。