日本 Sagawasangyo RECT-SP1：讓微米裂紋“電光”顯影，三秒完成無損篩查

發(fā)布時(shí)間： 2025-12-29　　點(diǎn)擊次數(shù)： 101次

在軸承、齒輪、渦輪葉片、鋰電池殼體等高強(qiáng)度零部件的制造與運(yùn)維現(xiàn)場，100 µm 以下的早期裂紋往往就是災(zāi)難性失效的起點(diǎn)。傳統(tǒng)磁粉/滲透檢測需要打磨、清洗、顯像，十幾道工序、十幾分鐘等待；超聲/渦流雖可自動(dòng)化，卻對近表面微裂紋敏感性不足。日本 Sagawasangyo 公司推出的 RECT-SP1 電光成像儀，將“高脈沖電流+高速紅外成像”耦合在一體，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)裂紋 3 秒無損檢出，為工業(yè)現(xiàn)場帶來“即掃即走”的全新體驗(yàn)。

一、技術(shù)原理：焦耳熱-紅外“電光”雙態(tài)成像

RECT-SP1 的核心思路是“電-熱-光”三態(tài)耦合：

高脈沖電流注入
0.1–3 ms、峰值 0.5–5 kA 的方波電流均勻通過工件；完整區(qū)域因電阻均勻，溫升僅 1–3 °C。

裂紋處焦耳熱集中
微裂紋（≥1 µm 開口）使有效導(dǎo)電截面積驟減，局部電阻 R↑→ΔT↑，裂紋瞬間溫升 5–30 °C，形成“熱點(diǎn)”。

高速紅外快照
1280×1024 @ 1 kHz 的 InSb 焦平面陣列在脈沖后 0.1–3 ms 內(nèi)連續(xù)捕獲 30 幀熱圖；專有算法提取瞬態(tài)溫差 ΔT，空間分辨率達(dá)到 5 µm（@50 mm 工作距）。

AI 裂紋識(shí)別
深度卷積網(wǎng)絡(luò)在 200 ms 內(nèi)完成亞像素邊緣檢測，自動(dòng)輸出裂紋長度、開口寬度、走向及風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

二、系統(tǒng)架構(gòu)：手持+在線雙形態(tài)

模塊	關(guān)鍵參數(shù)
脈沖電源	0–5 kA，0.1–3 ms，可編程序列
紅外相機(jī)	1280×1024，1 kHz，噪聲等溫差 12 mK
電流電極	彈性碳刷/銅合金鉗口，自適應(yīng)曲面
計(jì)算核心	NVIDIA Jetson Xavier，30 TOPS AI 算力
整機(jī)重量	2.8 kg（手持版），可掛載機(jī)器人
數(shù)據(jù)接口	GigE、Profinet、EtherCAT、OPC-UA

手持模式：單次檢測面積 60 mm×48 mm，3 秒完成；
在線模式：配合機(jī)器人掃查，節(jié)拍≤5 秒/軸承外圈。

三、性能指標(biāo)

項(xiàng)目	實(shí)測值
可檢裂紋寬度	≥1 µm（開口）
可檢裂紋深度	≥10 µm（鋼件）
穿透厚度	10 mm（碳鋼）
誤檢率	<1 %（N=5000 條疲勞裂紋）
漏檢率	<0.5 %（置信度 95 %）
檢測節(jié)拍	3 s（60 mm×48 mm 視場）
工作溫度	0–45 °C，無冷卻液、無耦合劑

四、典型應(yīng)用案例

1. 汽車變速箱齒輪

對象：20CrMo 滲碳淬火齒輪，模數(shù) 2 mm

缺陷：磨削裂紋 5–30 µm 寬、50–200 µm 長

結(jié)果：RECT-SP1 在 3 秒內(nèi)定位 12 條微裂紋，與金相吻合率 100 %，替代原有 12 分鐘磁粉線。

2. 鋰電池鋁殼

對象：0.4 mm 深沖鋁殼，表面有 2–5 µm 拉伸裂紋

要求：在線 100 % 檢測

結(jié)果：集成到產(chǎn)線后，節(jié)拍 2.5 s/件，檢出率 99.7 %，避免電解液泄漏風(fēng)險(xiǎn)。

3. 航空軸承再制造

對象：M50 鋼主軸軸承外圈，硬度 62 HRC

缺陷：疲勞微裂紋 10–50 µm

結(jié)果：機(jī)器人搭載 RECT-SP1，360° 螺旋掃查 20 s，自動(dòng)生成裂紋分布云圖，實(shí)現(xiàn)軸承剩余壽命評(píng)估。

五、與傳統(tǒng)方法對比

方法	最小裂紋	表面準(zhǔn)備	檢測時(shí)間	后續(xù)清洗	環(huán)保性
磁粉	10 µm	打磨/除油	5–10 min	必須	廢水+耗材
滲透	5 µm	清洗/顯像	10–20 min	必須	有機(jī)溶劑
渦流	50 µm	無	2–3 s	無	好，但需耦合
RECT-SP1	1 µm	無	3 s	無

六、技術(shù)展望

Sagawasangyo 正在開發(fā)“RECT-SP2”，目標(biāo)把紅外相機(jī)升級(jí)到 2 kHz+2 µm 空間分辨率，實(shí)現(xiàn)亞微米裂紋檢測；同時(shí)引入多頻脈沖，可評(píng)估裂紋深度與殘余應(yīng)力。未來，該技術(shù)有望拓展到碳纖維復(fù)合材料、增材制造件及固態(tài)電池界面缺陷檢測，為超精密制造和低碳工業(yè)提供更強(qiáng)“電光之眼”。

結(jié)語

從“打磨-噴粉-顯像”到“一掃即成像”，RECT-SP1 用 3 秒的電光一閃，把微米裂紋的無損檢測拉入“零準(zhǔn)備、”的實(shí)時(shí)時(shí)代。它不僅節(jié)省了 90 % 的檢測時(shí)間，更將早期裂紋的漏檢風(fēng)險(xiǎn)降到千分之五以下，為裝備的安全性和可靠性增添了一道“快、準(zhǔn)、綠”的科技防線。

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