CSTM-纖維預(yù)制體型面尺寸測量 三維激光掃描法編制說明

《纖維預(yù)制體型面尺寸測量三維激光掃描法》中國材料與試驗(yàn)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明起草編制組2021年06月

《纖維預(yù)制體型面尺寸測量三維激光掃描法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)編制說明一、工作簡況1.任務(wù)來源2017年南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司承擔(dān)了科技部“十三五”國家規(guī)劃項(xiàng)目的研究，課題名稱《XX預(yù)制體設(shè)計(jì)制造與檢測技術(shù)》。在該課題中，對復(fù)雜構(gòu)件預(yù)制體外形尺寸檢測與質(zhì)量控制技術(shù)進(jìn)行了研究。由于預(yù)制體有以下幾個(gè)特征：（1）沿母線方向，織物厚度逐漸變化；（2）沿母線方向，織物周長逐漸變化；（3）同一高度處，預(yù)制體端面不同象限對應(yīng)的預(yù)制體厚度不同。所以纖維預(yù)制體型面尺寸檢測成為難題。為了能準(zhǔn)確評價(jià)纖維預(yù)制體型面尺寸，及時(shí)了解預(yù)制體的編織質(zhì)量，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)實(shí)際情況采用三位激光掃描法并設(shè)計(jì)與預(yù)制體相適用的檢測方案，在此基礎(chǔ)上建立纖維預(yù)制體型面尺寸測量評價(jià)方法。2021年，南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司向CSTM建筑材料領(lǐng)域委員會秘書處提出了《纖維預(yù)制體型面三維激光掃描檢測方法》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制訂申請。3月18日，CSTM標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)《纖維預(yù)制體型面尺寸測量三維激光掃描法》立項(xiàng)，標(biāo)準(zhǔn)歸口管理委員會為CSTM/FC03/TC10建筑材料領(lǐng)域委員會玻璃纖維及碳纖維技術(shù)委員會，標(biāo)準(zhǔn)計(jì)劃編號為CSTMLX031000619-2021，由南京玻璃纖維研究設(shè)計(jì)院有限公司負(fù)責(zé)起草。2.主要工作工程2021年4月召開了標(biāo)準(zhǔn)起草工作組成立會暨第一次工作研討會，會上討論了標(biāo)準(zhǔn)草稿和工作大綱，對工作組成員進(jìn)行了分工安排。參會人員按會議議程進(jìn)行了各項(xiàng)工作的討論，初步形成標(biāo)準(zhǔn)初稿。2021年5月對標(biāo)準(zhǔn)要求中指標(biāo)的驗(yàn)證試驗(yàn)分析。2021年6月與行業(yè)專業(yè)技術(shù)骨干及專家進(jìn)行充分討論交流，經(jīng)工作組成員單位共同協(xié)商，最終達(dá)成一致意見，形成標(biāo)準(zhǔn)“征求意見稿”和編制說明。二、標(biāo)準(zhǔn)化簡況及制定原則1.標(biāo)準(zhǔn)化簡況本標(biāo)準(zhǔn)適用于纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測。隨著纖維預(yù)制體成型的技術(shù)不斷發(fā)展，在未來的工業(yè)化進(jìn)程中，纖維預(yù)制體有著巨大的需求，在航空航天、地面交通、船舶、國防軍工等方面，纖維預(yù)制體的全年需求量會越來越大。2.制定原則纖維預(yù)制體（fiberpreform）是一種采用定型劑或紡織方法等將增強(qiáng)材料預(yù)成型為所需形狀的纖維復(fù)合材料增強(qiáng)體，廣泛應(yīng)用于航空航天、地面交通、船舶、國防軍工等多領(lǐng)域。對纖維預(yù)制體來說，型面尺寸精度是其能否達(dá)到使用需求的關(guān)鍵所在。因此，迫切需要研究纖維預(yù)制體型面檢測技術(shù)，為纖維預(yù)制體的質(zhì)量提升及應(yīng)用推廣開辟更大的空間，這其中尋求統(tǒng)一、有效的評價(jià)纖維預(yù)制體型面尺寸的方法就顯得尤為重要。制定該標(biāo)準(zhǔn)，將提供有效的預(yù)制體型面尺寸檢測方法，對我國纖維預(yù)制體發(fā)展具有重要的推動作用。目前國內(nèi)暫未有纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也暫未發(fā)現(xiàn)有關(guān)該類檢測方法的國際標(biāo)準(zhǔn)。因此提出了研究“纖維預(yù)制體型面尺寸測量三維激光掃描法”的課題。已研制完成了試驗(yàn)所需要的工裝，現(xiàn)已完成驗(yàn)證試驗(yàn)，并對試驗(yàn)方案進(jìn)行了優(yōu)化，確定了試驗(yàn)參數(shù)，建立了纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測試驗(yàn)手段。三．采用國際標(biāo)準(zhǔn)和國外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)情況，與國際、國外同類標(biāo)準(zhǔn)水平的對比情況目前國內(nèi)暫未有纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測方法的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也暫未發(fā)現(xiàn)有關(guān)該類檢測方法的國際標(biāo)準(zhǔn)。四、標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容1.編制原則本文件嚴(yán)格遵循GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的有關(guān)規(guī)定，結(jié)合當(dāng)前纖維預(yù)制體型面尺寸檢測應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)展需求，參考國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)方法，本著理論基礎(chǔ)與實(shí)際生產(chǎn)相結(jié)合的原則，確保試驗(yàn)方法的可操作性和試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性編寫。2術(shù)語定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。2.1型面surface表征纖維預(yù)制體形狀特征的外形輪廓。3測試原理本文件規(guī)定了纖維預(yù)制體型面尺寸檢測的試驗(yàn)方法，三維激光掃描儀的相機(jī)可以獲得投影到被掃描對象上的激光，該激光隨對象形狀發(fā)生變形，由于相機(jī)事先經(jīng)過準(zhǔn)確標(biāo)定，就可以通過計(jì)算獲得激光線所投影的線狀三維信息。通過標(biāo)記點(diǎn)跟蹤技術(shù)，實(shí)時(shí)獲取激光準(zhǔn)確的空間位置。線狀三維信息結(jié)合空間位置獲得激光準(zhǔn)確的空間位置，從而形成連續(xù)的三維數(shù)據(jù)，完成型面掃描工作。通過計(jì)算機(jī)，將實(shí)際掃描的數(shù)據(jù)與理論模型采用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行對比分析，就可以獲取型面尺寸檢測結(jié)果。4.試驗(yàn)步驟本文件對測試過程的操作步驟、操作方法和應(yīng)注意的事項(xiàng)作了詳細(xì)說明。試樣測試的操作步驟和操作方法，在文件的標(biāo)準(zhǔn)文本中有詳細(xì)的說明，而文中提及的一些注意事項(xiàng)來源于試驗(yàn)操作過程中，大量的試驗(yàn)驗(yàn)證工作往往會發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)操作過程中存在的一些問題，列出這些所需要注意的事項(xiàng)，可以總結(jié)出試驗(yàn)過程中可能發(fā)生的一些問題，避免應(yīng)試驗(yàn)操作不當(dāng)從而引起的試驗(yàn)誤差，既保證了試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，又提高了試驗(yàn)效率。五．主要試驗(yàn)（或驗(yàn)證）情況分析及預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益標(biāo)準(zhǔn)起草小組根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求建立了纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測的試驗(yàn)方案。為了使樣品具有代表性，我們收集了各類不同型面的預(yù)制體的典型產(chǎn)品，按照試驗(yàn)方案完成了驗(yàn)證試驗(yàn)。纖維預(yù)制體產(chǎn)業(yè)已被國家列入加快發(fā)展的戰(zhàn)略型新興產(chǎn)業(yè)。制定這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，將為國內(nèi)生產(chǎn)、使用、設(shè)計(jì)研發(fā)纖維預(yù)制體的企業(yè)提供具體檢測方法；有效保證纖維預(yù)制體成品率，提高研制效率，降低研制成本；保證纖維預(yù)制體質(zhì)量水平、促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步，為我國纖維預(yù)制體近凈尺寸成型的發(fā)展提供重要的技術(shù)支撐；填補(bǔ)纖維預(yù)制體型面檢測方法標(biāo)準(zhǔn)空白，進(jìn)一步完善我國纖維預(yù)制體型面檢測方法標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)。六、與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，特別是強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性：本標(biāo)準(zhǔn)填補(bǔ)了纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測方法的空白，與現(xiàn)行相關(guān)法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)完全協(xié)調(diào)。七、重大分歧意見的處理經(jīng)過和依據(jù)：暫無重大分歧意見。八．標(biāo)準(zhǔn)水平建議，預(yù)期的社會經(jīng)濟(jì)效果：建議為推薦性標(biāo)準(zhǔn)。預(yù)期作用：如果《纖維預(yù)制體型面尺寸測量三維激光掃描法》形成團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)后，將為纖維預(yù)制體外形面的三維激光掃描檢測提供重要的依據(jù)，將促進(jìn)中國纖維預(yù)制體產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)一步提高，將有助于推動中國不僅成為纖維預(yù)制體生產(chǎn)大國，而且有助于成為纖維預(yù)制體應(yīng)用強(qiáng)國，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。九、貫徹標(biāo)