国产0.5微米级影像测量系统近日完成航天涡轮叶片全型面非接触扫描,将轮廓度、前后缘圆弧、冷却孔位等关键尺寸的测量不确定度压缩至0.8 μm以内,首次实现单台设备对复杂自由曲面、隐藏特征与微孔的一次性全检,标志着我国高温单晶叶片量产质量控制进入亚微米时代。
系统采用0.1 μm光栅尺、纳米级定位平台与多谱段LED同轴照明,可在20 ℃±0.1 ℃的恒温舱内对0.05 mm超薄前缘进行0.5 μm分辨率成像;配合AI边缘计算,2 min内自动提取3×10?个型值点,与CAD模型比对生成彩色偏差图,直接输出叶型最大厚度、弦长、扭转角等28项航天标准参数,检测效率提升5倍。
针对叶片常见反光、渗层及冷却孔黑壁问题,设备集成激光共焦与结构光双通道,可自动切换405 nm蓝光与850 nm红外光源,将高反镍铝涂层表面反射率差异降至1 %以内;0.2 mm深、0.3 mm径的斜冷却孔圆度重复性≤0.4 μm,孔位位置度误差≤1 μm,满足新一代火箭发动机对异型孔±5 μm的装配要求。
该影像仪已接入航天叶片产线MES系统,测量数据实时回传,实现SPC趋势预警;当叶型偏差>3 μm时自动停机换刀,单件废品率由0.3 %降至0.05 %,每年可为产线节省高温合金原料费逾千万元,为我国重型运载火箭、高超音速飞行器量产提供亚微米级质量底座。

