近日,中国科学院过程工程研究所怀柔中心时空结构测量与可视化实验室(ACT实验室)依托自主研发的多尺度多模态技术,叠加AI大数据分析,成功破解以往复合材料内部缺陷看不清、测不准、判不明的行业痛点,实现对复合材料的无损探伤与交互可视化。
在复合材料检测领域,传统手段要么用电镜类测量技术,只能看表面形貌,无法透视内部结构;要么进行破坏性测试,样品报废、成本高昂。检测人员只能凭经验推测缺陷位置和性质,产品合格与否缺乏精准判断依据,制约了产业提质升级。 ACT实验室负责人孟凡勇正在做检测前的准备工作 实验室里,科研人员将一块长1800mm、宽90mm的复合材料汽车板簧放入检测台。检测完成后,计算机屏幕上立即呈现出板簧内部的三维图像,纤维分布、孔隙率、绕曲度等情况一目了然。 科研人员正在检测复合材料汽车板簧 这样的“透视”能力体现出实验室多尺度、多模态、动态化的技术特点,检测范围大到米级产品、小到材料微观结构。具体来讲,首先由多尺度技术给材料做“全身体检”,从宏观结构到微米级纤维连续放大;再由多模态技术进行局部深度检测,捕捉、识别内部细微缺陷,并动态捕捉材料在受力过程中的实时变化,让材料内部缺陷无处遁形,检测效率与精度大幅得到提升。同时,实验室的核心设备搭载AI智能数据分析系统,对海量数据进行算法分析,自动生成工艺优化建议。 在为北汽福田欧曼事业部研发的玻璃纤维汽车板簧进行检测后,系统给出调整铺层角度、优化纤维走向、完善纤维与树脂之间的孔隙率标准等具体建议,并提供了参考工艺参数范围。 北汽福田欧曼事业部研发团队正在调整数据参数 复合材料汽车板簧示意图 汽车板簧装配位置示意图 目前,北汽福田欧曼事业部创新研发的玻璃纤维汽车板簧实现减重60%,疲劳寿命达到金属板簧的两倍。随着产品工艺的不断优化,ACT实验室将推动最终验证合格的样品数据固化为“数字标杆”,供福田在生产过程中进行对标比对。 “ACT实验室目前技术涵盖金属件、碳纤维、玻璃纤维等多类复合材料检测,不仅做前沿基础研究,还通过AI、AR赋能大数据分析,把测量数据转化为企业的核心竞争力。”

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