CSTM-纖維預制體型面尺寸測量 三維激光掃描法編制說明

《纖維預制體型面尺寸測量三維激光掃描法》中國材料與試驗團體標準編制說明起草編制組2021年06月

《纖維預制體型面尺寸測量三維激光掃描法》團體標準編制說明一、工作簡況1.任務來源2017年南京玻璃纖維研究設計院有限公司承擔了科技部“十三五”國家規(guī)劃項目的研究，課題名稱《XX預制體設計制造與檢測技術》。在該課題中，對復雜構件預制體外形尺寸檢測與質量控制技術進行了研究。由于預制體有以下幾個特征：（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，預制體端面不同象限對應的預制體厚度不同。所以纖維預制體型面尺寸檢測成為難題。為了能準確評價纖維預制體型面尺寸，及時了解預制體的編織質量，項目團隊根據(jù)實際情況采用三位激光掃描法并設計與預制體相適用的檢測方案，在此基礎上建立纖維預制體型面尺寸測量評價方法。2021年，南京玻璃纖維研究設計院有限公司向CSTM建筑材料領域委員會秘書處提出了《纖維預制體型面三維激光掃描檢測方法》團體標準制訂申請。3月18日，CSTM標準委員會批準《纖維預制體型面尺寸測量三維激光掃描法》立項，標準歸口管理委員會為CSTM/FC03/TC10建筑材料領域委員會玻璃纖維及碳纖維技術委員會，標準計劃編號為CSTMLX031000619-2021，由南京玻璃纖維研究設計院有限公司負責起草。2.主要工作工程2021年4月召開了標準起草工作組成立會暨第一次工作研討會，會上討論了標準草稿和工作大綱，對工作組成員進行了分工安排。參會人員按會議議程進行了各項工作的討論，初步形成標準初稿。2021年5月對標準要求中指標的驗證試驗分析。2021年6月與行業(yè)專業(yè)技術骨干及專家進行充分討論交流，經(jīng)工作組成員單位共同協(xié)商，最終達成一致意見，形成標準“征求意見稿”和編制說明。二、標準化簡況及制定原則1.標準化簡況本標準適用于纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測。隨著纖維預制體成型的技術不斷發(fā)展，在未來的工業(yè)化進程中，纖維預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，纖維預制體的全年需求量會越來越大。2.制定原則纖維預制體（fiberpreform）是一種采用定型劑或紡織方法等將增強材料預成型為所需形狀的纖維復合材料增強體，廣泛應用于航空航天、地面交通、船舶、國防軍工等多領域。對纖維預制體來說，型面尺寸精度是其能否達到使用需求的關鍵所在。因此，迫切需要研究纖維預制體型面檢測技術，為纖維預制體的質量提升及應用推廣開辟更大的空間，這其中尋求統(tǒng)一、有效的評價纖維預制體型面尺寸的方法就顯得尤為重要。制定該標準，將提供有效的預制體型面尺寸檢測方法，對我國纖維預制體發(fā)展具有重要的推動作用。目前國內暫未有纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測方法的相關標準，也暫未發(fā)現(xiàn)有關該類檢測方法的國際標準。因此提出了研究“纖維預制體型面尺寸測量三維激光掃描法”的課題。已研制完成了試驗所需要的工裝，現(xiàn)已完成驗證試驗，并對試驗方案進行了優(yōu)化，確定了試驗參數(shù)，建立了纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測試驗手段。三．采用國際標準和國外先進標準情況，與國際、國外同類標準水平的對比情況目前國內暫未有纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測方法的相關標準，也暫未發(fā)現(xiàn)有關該類檢測方法的國際標準。四、標準主要內容1.編制原則本文件嚴格遵循GB/T1.1-2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規(guī)則》的有關規(guī)定，結合當前纖維預制體型面尺寸檢測應用領域的發(fā)展需求，參考國內外先進的技術方法，本著理論基礎與實際生產(chǎn)相結合的原則，確保試驗方法的可操作性和試驗結果的準確性編寫。2術語定義下列術語和定義適用于本文件。2.1型面surface表征纖維預制體形狀特征的外形輪廓。3測試原理本文件規(guī)定了纖維預制體型面尺寸檢測的試驗方法，三維激光掃描儀的相機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，由于相機事先經(jīng)過準確標定，就可以通過計算獲得激光線所投影的線狀三維信息。通過標記點跟蹤技術，實時獲取激光準確的空間位置。線狀三維信息結合空間位置獲得激光準確的空間位置，從而形成連續(xù)的三維數(shù)據(jù)，完成型面掃描工作。通過計算機，將實際掃描的數(shù)據(jù)與理論模型采用數(shù)據(jù)處理軟件進行對比分析，就可以獲取型面尺寸檢測結果。4.試驗步驟本文件對測試過程的操作步驟、操作方法和應注意的事項作了詳細說明。試樣測試的操作步驟和操作方法，在文件的標準文本中有詳細的說明，而文中提及的一些注意事項來源于試驗操作過程中，大量的試驗驗證工作往往會發(fā)現(xiàn)試驗操作過程中存在的一些問題，列出這些所需要注意的事項，可以總結出試驗過程中可能發(fā)生的一些問題，避免應試驗操作不當從而引起的試驗誤差，既保證了試驗結果的準確性，又提高了試驗效率。五．主要試驗（或驗證）情況分析及預期經(jīng)濟效益標準起草小組根據(jù)標準要求建立了纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測的試驗方案。為了使樣品具有代表性，我們收集了各類不同型面的預制體的典型產(chǎn)品，按照試驗方案完成了驗證試驗。纖維預制體產(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)。制定這個標準，將為國內生產(chǎn)、使用、設計研發(fā)纖維預制體的企業(yè)提供具體檢測方法；有效保證纖維預制體成品率，提高研制效率，降低研制成本；保證纖維預制體質量水平、促進生產(chǎn)技術進步，為我國纖維預制體近凈尺寸成型的發(fā)展提供重要的技術支撐；填補纖維預制體型面檢測方法標準空白，進一步完善我國纖維預制體型面檢測方法標準體系建設。六、與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準，特別是強制性標準的協(xié)調性：本標準填補了纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測方法的空白，與現(xiàn)行相關法律、法規(guī)、規(guī)章及相關標準完全協(xié)調。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．標準水平建議，預期的社會經(jīng)濟效果：建議為推薦性標準。預期作用：如果《纖維預制體型面尺寸測量三維激光掃描法》形成團體標準后，將為纖維預制體外形面的三維激光掃描檢測提供重要的依據(jù)，將促進中國纖維預制體產(chǎn)品質量進一步提高，將有助于推動中國不僅成為纖維預制體生產(chǎn)大國，而且有助于成為纖維預制體應用強國，產(chǎn)生良好的經(jīng)濟效益和社會效益。九、貫徹標