本著“創(chuàng)造新價(jià)值”的理念，技術(shù)開發(fā)公司PULSTEC推出了款真正便攜式快速無損X射線殘余應(yīng)力分析儀。

日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.用創(chuàng)新cos-alpha應(yīng)力分析方法，開發(fā)出種快速、可靠、高度便攜的X射線殘余應(yīng)力分析儀。

近期，MFN對日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.的銷售總監(jiān)Yoshiyuki Aono和*Yoshinobu Teramoto進(jìn)行了采訪，本采訪全文刊登于MFN 2021 Vol.22。

(?)MFN：請介紹下貴公司PULSTEC。

(!) Y. A.：PULSTEC Industrial Co., Ltd.成立于1969年，距今已有52年的歷史。公司位于日本靜岡縣濱松市，差不多位于日本主島的中心，在東京和大阪之間。濱松是座工業(yè)城市，人口約80萬，是雅馬哈、本田和鈴木等汽車和樂器行業(yè)許多公司的長期駐地。PULSTEC初作為這些行業(yè)的各種測量儀器和系統(tǒng)的開發(fā)商和供應(yīng)商贏得了良好的聲譽(yù)，經(jīng)常為客戶開發(fā)定制產(chǎn)品以滿足客戶的技術(shù)指標(biāo)需求。憑借過去的研發(fā)經(jīng)歷，PULSTEC工程師在電子、機(jī)械、軟件技術(shù)，別是用于分析微弱電信號和光學(xué)技術(shù)的測量儀器方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。創(chuàng)業(yè)期過后，PULSTEC通過向高科技市場推出原創(chuàng)產(chǎn)品，成功拓展了業(yè)務(wù)域，并在東京證券交易所上市。我們的業(yè)務(wù)持續(xù)多元化發(fā)展，進(jìn)入了不同的域，例如鋼鐵行業(yè)、光學(xué)測量和醫(yī)療器械域等等。在過去的52年里，我們與日本及其他各地的客戶所建立的良好合作關(guān)系是我們企業(yè)的生存之本。

(?)MFN：請向我們介紹下PULSTEC便攜式X射線殘余應(yīng)力分析儀。

(!)Y. A.：在過去，殘余應(yīng)力測量裝置十分復(fù)雜且非常耗時(shí)，而且由于所用測量儀器的設(shè)計(jì)和劑量率等原因，通常只能由接受過業(yè)培訓(xùn)的人員在實(shí)驗(yàn)室中使用。我們開發(fā)的這款便攜式殘余應(yīng)力分析儀輻射曝光低、安裝和操作簡單，因此殘余應(yīng)力測量變得更快、更輕松。

該儀器實(shí)現(xiàn)了分析技術(shù)的飛躍發(fā)展，其中配備了個(gè)用大面積二維X射線探測器，與X射線管起安裝于小型便攜式裝置中。此外，全自動cos-alpha測量數(shù)據(jù)分析方法將操作者對測量的干預(yù)降到了至低。Cos-alpha分析方法是位日本教授在1978年提出的。這種測量方法采用了完整的“德拜-謝樂環(huán)”（德拜環(huán)）數(shù)據(jù)，這里的德拜環(huán)數(shù)據(jù)由二維探測器在單次短時(shí)間X射線曝光后采集獲得。在cos-alpha方法發(fā)展的早期階段，必須使用X射線膠片，然后在對曝光的膠片進(jìn)行顯影后方可得到德拜環(huán)圖像，并通過手動計(jì)算來確定殘余應(yīng)力。

近期，PULSTEC與該教授合作，改進(jìn)了對衍射X射線的檢測和分析效果。應(yīng)用PULSTEC技術(shù)，對樣品進(jìn)行單次短時(shí)間X射線曝光，隨后進(jìn)行X射線探測、分析，然后立即重置探測器，這些操作可以在幾分鐘內(nèi)完成，而且實(shí)現(xiàn)了全自動化。我們通過在便攜式應(yīng)力分析儀中使用影像板（IP）代替X射線敏感膠片實(shí)現(xiàn)了這技術(shù)，該影像板可重復(fù)使用并可自動讀取。

我們已經(jīng)在進(jìn)研發(fā)工程域，別是在機(jī)械制造和工程結(jié)構(gòu)域使用cos-alpha方法測量殘余應(yīng)力的應(yīng)用中獲得了很多成功案例。

早在2012年，我們就發(fā)布了X射線殘余應(yīng)力分析儀的版?zhèn)€版本。開始，有人懷疑該系統(tǒng)是否可以與現(xiàn)有的XRD方法相媲美，比較有代表性的問題就是“是否可以使用如此小巧簡單的儀器測量殘余應(yīng)力？”2020年，cos-alpha方法經(jīng)材料科學(xué)學(xué)會批準(zhǔn)成為了日本學(xué)術(shù)協(xié)會的項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，并對該儀器的測量質(zhì)量進(jìn)行了立驗(yàn)證。在標(biāo)準(zhǔn)化工作組進(jìn)行大量循環(huán)測試后，他們驗(yàn)證了這種測量方法與現(xiàn)有基于XRD的方法之間的相關(guān)性。此外，他們還證實(shí)了基于二維探測器和單次低功率短時(shí)X射線曝光技術(shù)的德拜環(huán)殘余應(yīng)力分析方法的實(shí)用性和準(zhǔn)確性。分析得出的結(jié)論是，該項(xiàng)技術(shù)在未來可能會得到廣泛應(yīng)用，因此需要考慮將其標(biāo)準(zhǔn)化。

感謝您給予機(jī)會介紹這項(xiàng)技術(shù)！我希望這些信息能夠?qū)ρ芯咳藛T和工程師有所幫助。

Yoshiyuki Aono（右）和*Yoshinobu Teramoto（左）

(?)MFN：目前的業(yè)務(wù)發(fā)展如何？

(!)Y. T.：到目前為止，我們已經(jīng)在各地的各種學(xué)術(shù)會議和展覽中遇到了許多工程師和研究人員，他們的反饋?zhàn)C實(shí)了測量工程組件和結(jié)構(gòu)中殘余應(yīng)力的重要性。我們已經(jīng)了解到了對因該設(shè)備的體積小、重量輕而帶來的可移動性和便攜性有需求的各應(yīng)用域；例如，現(xiàn)場應(yīng)用以及與機(jī)器人系統(tǒng)的集成。目前，PULSTEC的工程師已經(jīng)擁有了豐富的經(jīng)驗(yàn)，并通過與客戶的密切合作提出了各種解決方案以滿足客戶的需求。

目前，PULSTEC已經(jīng)在17個(gè)國家安裝了400多臺便攜式X射線殘余應(yīng)力分析儀；在本文發(fā)表時(shí)，可能會達(dá)到450臺。

我們的銷售基地位于濱松市，在日本東京和美國加福尼亞設(shè)有分支機(jī)構(gòu)。PULSTEC的客戶群遍布各處，因此與諸多代理公司建立合作伙伴關(guān)系非常必要。例如，在歐洲，我們的合作伙伴之是德國創(chuàng)新企業(yè)“Sentenso”，該公司在表面增強(qiáng)工程方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。

此外，我們的系統(tǒng)也被用于諸多大學(xué)和研究實(shí)驗(yàn)室中，包括日本、美國、英國、德國、中國和新加坡，以及各大主要汽車制造商和許多其他工程制造企業(yè)。我想將我們開發(fā)的系統(tǒng)介紹給更多的人，希望它能夠幫助從事研發(fā)和生產(chǎn)的人員，別是諸如汽車、機(jī)械、航空航天域等等各個(gè)行業(yè)的技術(shù)人員。我們相信，這系統(tǒng)的廣泛推廣將有助于開發(fā)新技術(shù)及質(zhì)安全產(chǎn)品。

(?)MFN：未來有哪些計(jì)劃？

(!)Y. T.：我們不僅開發(fā)了主機(jī)系統(tǒng)，還開發(fā)了各種測量輔助工具和屏蔽柜等安全設(shè)施，這些將作為選件提供給有需求的客戶。PULSTEC致力于與我們的客戶保持良好的合作溝通關(guān)系，傾聽他們的需求并為其提供*佳解決方案。從以往來看，殘余應(yīng)力測量系統(tǒng)的便攜性解決了許多現(xiàn)場測量問題。PULSTEC開發(fā)了各種輔助工具來幫助解決現(xiàn)場測試問題。某些情況下，組件形狀復(fù)雜，有些客戶可能需要測量大型物體，而另些客戶則可能需要測量小零件，其中可能是狹窄部位等等。事實(shí)證明，使用其他類型的XRD系統(tǒng)進(jìn)行這類測量很難獲得可靠的數(shù)據(jù)。

我們提供的選件之就是各種孔徑的準(zhǔn)直器和工具以改變X射線斑點(diǎn)尺寸。同時(shí)，我們還提供了多種類型的X射線管。為了充分用測量速度快這性能，我們提供了個(gè)自動Mapping選件，可以實(shí)現(xiàn)區(qū)域應(yīng)力測量。還有個(gè)顯微觀察工具選件，用于精確定位小直徑的X射線斑點(diǎn)。其中有位客戶需要對大型零件進(jìn)行許多測量，我們的工程師設(shè)計(jì)并制造了輛推車用來支撐X射線殘余應(yīng)力分析儀。

我們在分析金屬表面精加工處理引起的應(yīng)力方面擁有豐富的經(jīng)驗(yàn)。XRD方法是種非常合適的表面/次表面殘余應(yīng)力測量手段；但偶爾需要確定應(yīng)力隨零件表面以下深度的變化情況。因此，PULSTEC開發(fā)了款電解拋光機(jī)，可用于通過電化學(xué)方法對金屬做剝層處理，通過重復(fù)“拋光-測量”操作，可以得到殘余應(yīng)力隨深度變化的分布曲線。

增材制造技術(shù)是項(xiàng)新興技術(shù)，通常需要在3D打印中進(jìn)行殘余應(yīng)力測量。我認(rèn)為，隨著越來越多的制造商使用這種生產(chǎn)方法，表面應(yīng)力分布圖形式的殘余應(yīng)力測量結(jié)果將成為許多行業(yè)更為重要的參考數(shù)據(jù)。

近期，我們將我們的X射線衍射技術(shù)應(yīng)用到了種新的測量手段中，即稱為“muraR”的“非接觸表面硬度變化掃描儀”。這不是單的X射線點(diǎn)測量，而是對物體表面進(jìn)行X射線掃描。例如，該掃描儀已用于檢測熱處理工藝引起的偏差或變化，這種變化增強(qiáng)了晶體結(jié)構(gòu)的變形，且與硬度測量結(jié)果有關(guān)；類似地，對于更局部化的結(jié)構(gòu)變化，例如在機(jī)械燒蝕后，這些變化導(dǎo)致了硬度的局部變化。鑒于其掃描區(qū)域大且分析時(shí)間短，我們預(yù)計(jì)該儀器將作為鋼鐵產(chǎn)品制造質(zhì)量控制的部分而用于生產(chǎn)加工中。

PULSTEC持續(xù)為客戶提供質(zhì)解決方案。

MFN非常感謝Yoshiyuki Aono和Yoshinobu Teramoto接受此次采訪！

原文鏈接：https://www.mfn.li/archive/issue_view.php?id=2112&kat=6

*有刪節(jié)

編者：QUANTUM DESIGN中國公司于2015年將PULSTEC公司小而輕的便攜式X射線殘余應(yīng)力分析儀引進(jìn)中國，目前已在國內(nèi)銷售安裝近百臺，客戶遍布高校、科研院所及各工業(yè)域。

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