本著“創(chuàng)造新價值”的理念，技術開發(fā)公司PULSTEC推出了一款真正便攜式快速無損X射線殘余應力分析儀。

　　日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.利用創(chuàng)新cos-alpha應力分析方法，開發(fā)出一種快速、可靠、高度便攜的X射線殘余應力分析儀。

　　近期，MFN對日本PULSTEC Industrial Co., Ltd.的銷售總監(jiān)Yoshiyuki Aono和全球銷售經(jīng)理Yoshinobu Teramoto進行了采訪，本采訪全文刊登于MFN 2021 Vol.22。

　　(?)MFN：先請介紹一下貴公司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。濱松是一座工業(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)許多知名公司的長期駐地。PULSTEC zui初作為這些行業(yè)的各種測量儀器和系統(tǒng)的開發(fā)商和供應商贏得了良好的聲譽，經(jīng)常為客戶開發(fā)定制產(chǎn)品以滿足客戶的技術指標需求。憑借過去的研發(fā)經(jīng)歷，PULSTEC工程師在電子、機械、軟件技術，特別是用于分析微弱電信號和光學技術的測量儀器方面積累了豐富的經(jīng)驗。創(chuàng)業(yè)期過后，PULSTEC通過向全球高科技市場推出原創(chuàng)產(chǎn)品，成功拓展了業(yè)務領域，并在東京證券交易所上市。我們的業(yè)務持續(xù)多元化發(fā)展，進入了不同的領域，例如鋼鐵行業(yè)、光學測量和醫(yī)療器械領域等等。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系是我們企業(yè)的生存之本。

　　(?)MFN：請向我們介紹一下PULSTEC便攜式X射線殘余應力分析儀。

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

　　該儀器實現(xiàn)了分析技術的飛躍發(fā)展，其中配備了一個專用大面積二維X射線探測器，與X射線管一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降到了至低。Cos-alpha分析方法是一位日本教授在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行顯影后方可得到德拜環(huán)圖像，并通過手動計算來確定殘余應力。

　　近期，PULSTEC與該教授合作，大改進了對衍射X射線的檢測和分析效果。應用PULSTEC技術，對樣品進行單次短時間X射線曝光，隨后進行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，而且實現(xiàn)了全自動化。我們通過在便攜式應力分析儀中使用影像板（IP）代替X射線敏感膠片實現(xiàn)了這一技術，該影像板可重復使用并可自動讀取。

　　我們已經(jīng)在先進研發(fā)工程領域，特別是在機械制造和工程結(jié)構領域使用cos-alpha方法測量殘余應力的應用中獲得了很多成功案例。

　　早在2012年，我們就發(fā)布了X射線殘余應力分析儀的 個版本。一開始，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力？”2020年，cos-alpha方法經(jīng)材料科學學會批準成為了日本學術協(xié)會的一項標準，并對該儀器的測量質(zhì)量進行了立驗證。在標準化工作組進行大量循環(huán)測試后，他們驗證了這種測量方法與現(xiàn)有基于XRD的方法之間的相關性。此外，他們還證實了基于二維探測器和單次低功率短時X射線曝光技術的德拜環(huán)殘余應力分析方法的實用性和準確性。分析得出的結(jié)論是，該項技術在未來可能會得到廣泛應用，因此需要考慮將其標準化。

　　感謝您給予機會介紹這項技術！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）和全球銷售經(jīng)理Yoshinobu Teramoto（左）

　　(?)MFN：目前的業(yè)務發(fā)展如何？

　　(!)Y. T.：到目前為止，我們已經(jīng)在各地的各種學術會議和展覽中遇到了許多工程師和研究人員，他們的反饋證實了測量工程組件和結(jié)構中殘余應力的重要性。我們已經(jīng)了解到了對因該設備的體積小、重量輕而帶來的可移動性和便攜性有需求的各應用領域；例如，現(xiàn)場應用以及與機器人系統(tǒng)的集成。目前，PULSTEC的工程師已經(jīng)擁有了豐富的經(jīng)驗，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個國 家安裝了400多臺便攜式X射線殘余應力分析儀；在本文發(fā)表時，可能會達到450臺。

　　我們的銷售基地位于濱松市，在日本東京和美國加利福尼亞設有分支機構。PULSTEC的客戶群遍布全球，因此與諸多代理公司建立合作伙伴關系非常必要。例如，在歐洲，我們的合作伙伴之一是德國創(chuàng)新企業(yè)“Sentenso”，該公司在表面增強工程方面擁有豐富的經(jīng)驗。

　　此外，我們的系統(tǒng)也被用于諸多大學和研究實驗室中，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)介紹給全更多的人，希望它能夠幫助從事研發(fā)和生產(chǎn)的人員，特別是諸如汽車、機械、航空航天領域等等各個行業(yè)的技術人員。我們相信，這一系統(tǒng)的廣泛推廣將有助于開發(fā)新技術及優(yōu)質(zhì)安全產(chǎn)品。

　　(?)MFN：未來有哪些計劃？

　　(!)Y. T.：我們不僅開發(fā)了主機系統(tǒng)，還開發(fā)了各種測量輔助工具和屏蔽柜等安全設施，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系，傾聽他們的需求并為其提供至佳解決方案。從以往來看，殘余應力測量系統(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，組件形狀復雜，有些客戶可能需要測量大型物體，而另一些客戶則可能需要測量小零件，其中可能是狹窄部位等等。事實證明，使用其他類型的XRD系統(tǒng)進行這類測量很難獲得可靠的數(shù)據(jù)。

　　我們提供的選件之一就是各種孔徑的準直器和工具以改變X射線斑點尺寸。同時，我們還提供了多種類型的X射線管。為了充分利用測量速度快這一性能，我們提供了一個自動Mapping選件，可以實現(xiàn)區(qū)域應力測量。還有一個顯微觀察工具選件，用于定位至小直徑的X射線斑點。其中有一位客戶需要對大型零件進行許多測量，我們的工程師設計并制造了一輛推車用來支撐X射線殘余應力分析儀。

　　我們在分析金屬表面精加工處理引起的應力方面擁有豐富的經(jīng)驗。XRD方法是一種非常合適的表面/次表面殘余應力測量手段；但偶爾需要確定應力隨零件表面以下深度的變化情況。因此，PULSTEC開發(fā)了一款電解拋光機，可用于通過電化學方法對金屬做剝層處理，通過重復“拋光-測量”操作，可以得到殘余應力隨深度變化的分布曲線。

　　增材制造技術是一項新興技術，通常需要在3D打印中進行殘余應力測量。我認為，隨著越來越多的制造商使用這種生產(chǎn)方法，表面應力分布圖形式的殘余應力測量結(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射線衍射技術應用到了一種新的測量手段中，即稱為“muraR”的“非接觸表面硬度變化掃描儀”。這不是單一的X射線點測量，而是對物體表面進行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，這種變化增強了晶體結(jié)構的變形，且與硬度測量結(jié)果有關；類似地，對于更局部化的結(jié)構變化，例如在機械燒蝕后，這些變化導致了硬度的局部變化。鑒于其掃描區(qū)域大且分析時間短，我們預計該儀器將作為鋼鐵產(chǎn)品制造質(zhì)量控制的一部分而用于生產(chǎn)加工中。

　　PULSTEC持續(xù)為客戶提供優(yōu)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射線殘余應力分析儀引進中國，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)領域。

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　　小而輕的便攜式X射線殘余應力分析儀μ-X360s