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近日，中國科學院過程工程研究所懷柔中心時空結構測量與可視化實驗室（ACT實驗室）依托自主研發(fā)的多尺度多模態(tài)技術，疊加AI大數(shù)據(jù)分析，成功破解以往復合材料內部缺陷看不清、測不準、判不明的行業(yè)痛點，實現(xiàn)對復合材料的無損探傷與交互可視化。
在復合材料檢測領域，傳統(tǒng)手段要么用電鏡類測量技術，只能看表面形貌，無法透視內部結構；要么進行破壞性測試，樣品報廢、成本高昂。檢測人員只能憑經(jīng)驗推測缺陷位置和性質，產品合格與否缺乏精準判斷依據(jù)，制約了產業(yè)提質升級。 ACT實驗室負責人孟凡勇正在做檢測前的準備工作 實驗室里，科研人員將一塊長1800mm、寬90mm的復合材料汽車板簧放入檢測臺。檢測完成后，計算機屏幕上立即呈現(xiàn)出板簧內部的三維圖像，纖維分布、孔隙率、繞曲度等情況一目了然。 科研人員正在檢測復合材料汽車板簧 這樣的“透視”能力體現(xiàn)出實驗室多尺度、多模態(tài)、動態(tài)化的技術特點，檢測范圍大到米級產品、小到材料微觀結構。具體來講，首先由多尺度技術給材料做“全身體檢”，從宏觀結構到微米級纖維連續(xù)放大；再由多模態(tài)技術進行局部深度檢測，捕捉、識別內部細微缺陷，并動態(tài)捕捉材料在受力過程中的實時變化，讓材料內部缺陷無處遁形，檢測效率與精度大幅得到提升。同時，實驗室的核心設備搭載AI智能數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，對海量數(shù)據(jù)進行算法分析，自動生成工藝優(yōu)化建議。 在為北汽福田歐曼事業(yè)部研發(fā)的玻璃纖維汽車板簧進行檢測后，系統(tǒng)給出調整鋪層角度、優(yōu)化纖維走向、完善纖維與樹脂之間的孔隙率標準等具體建議，并提供了參考工藝參數(shù)范圍。 北汽福田歐曼事業(yè)部研發(fā)團隊正在調整數(shù)據(jù)參數(shù) 復合材料汽車板簧示意圖 汽車板簧裝配位置示意圖 目前，北汽福田歐曼事業(yè)部創(chuàng)新研發(fā)的玻璃纖維汽車板簧實現(xiàn)減重60%，疲勞壽命達到金屬板簧的兩倍。隨著產品工藝的不斷優(yōu)化，ACT實驗室將推動最終驗證合格的樣品數(shù)據(jù)固化為“數(shù)字標桿”，供福田在生產過程中進行對標比對。 “ACT實驗室目前技術涵蓋金屬件、碳纖維、玻璃纖維等多類復合材料檢測，不僅做前沿基礎研究，還通過AI、AR賦能大數(shù)據(jù)分析，把測量數(shù)據(jù)轉化為企業(yè)的核心競爭力。”