在飞机部件面临的极端条件下，最小的缺陷可能导致性能大幅降低。随着航空航天技术的发展，对精度的要求越来越高。3D计量技术的进步使工程师能够测量到纳米级的表面变形，确保其部件的最佳性能。
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计量的应用程序
计量学是指尽可能精确地创建测量值的研究和实践。具体而言，三维表面计量是对部件的三维几何体进行精确观察和测量，以发现其表面上极微小的不规则和变形。
通常，3D测量是使用坐标测量机(' CMM ')进行的。这台机器使用了一个非常灵敏的探头，能够在所有三个轴上移动，在设定的坐标上接触表面，然后可以组合起来创建组件表面的估计。
尽管三坐标测量机是常用的，但与更现代的坐标测量机相比，它们有许多缺点。CMM是体积庞大且价格昂贵的设备，这意味着直到最近，只有非常大的制造商才有空间和资金将CMM应用到其流程中。app亚博体育
此外，三坐标测量机的使用速度较慢，因为探头必须经过校准才能使用。在测量敏感元件时，探头本身的接触也可能存在问题。
非接触式三维测量技术的进展
由于这些原因，较新的非接触技术近年来有所上升。最常用的非接触式3D表面计量系统是蓝光扫描仪。
蓝光扫描仪将从不同角度拍摄组件的多张图像，而不是用探针实际接触组件。通过使用比例尺和设置校准标记，这些图像可以连接起来，形成部件表面的单个三维彩色地图。
尽管这种测量方法比三坐标测量机需要更多的劳动(大多数蓝光扫描仪需要手动拍摄图像)，但这个系统更容易实现，因为它更多地依赖于软件，而不是大型和昂贵的硬件。
蓝光扫描还意味着更大的部件可以精确测量，因为它们不限于三坐标测量机的尺寸。
GOM等公司的目标是减少增加的蓝光扫描人工输入。他们最近的产品，ATOS 5，将组件放置在刻度条内，刻度条上已经放置了校准标记。
然后，当相机定期扫描表面时，组件被旋转，以最小的手动接触给出表面的3D彩色地图。
尽管这项技术在速度、精度和易用性方面都是对CMMs的改进，但ATOS 5在其尺寸方面也存在一些问题。非接触式扫描的最初优势是不需要大型昂贵的设备，而使用大型ATOS 5机器则失去了这一优势。app亚博体育
话虽如此，该机器一次扫描最多可以测量12米的测量点，同时仍然能够记录到纳米级的表面变形，这意味着它的缺点仍然很大。
工程计量
计量对于任何需要极高精度的行业来说都是至关重要的，因为微小的缺陷和不确定性可能导致性能不理想。例如，在电子工业中，计量技术允许制造商测量到纳米级的元件。
这是电子制造的一个重要组成部分，因为现代手机的部件必须非常小，具有复杂而精确的几何形状。
计量学在航空航天中的应用
在考虑需要极高精度的行业时，不可避免地会提到航空航天工程。
飞机的几乎每个部件都会受到极端条件的影响，这意味着部件的最小缺陷不仅会对性能产生负面影响，还会对整个系统造成潜在的安全风险。
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在航空航天工业中，小变形产生如此大影响的主要原因是机械失效模式，如疲劳。
在多次增压和减压循环的应力作用下，微观裂纹会扩展和扩展。结构疲劳是指不易察觉的裂纹可能导致致命事故和飞机的全面故障。
因此，光学表面计量在航空航天工程中有许多应用。
这些应用中最简单和最明显的是测量飞机的翼型。机翼是飞机机翼、直升机旋翼或涡轮叶片横截面的形状。翼型通常由其最大和最小外倾角和厚度定义。
通过使用蓝光扫描或其他光学计量方法，如尼康基于激光的APDIS（一种类似于CMMs的机器，使用激光而不是探针），工程师能够准确地测量即使是最小翼型的厚度和弧度，并分析厚度和外倾角如何在部件的车身上变化。
此外，还可以精确测量机翼表面，这样，通过使用彩色地图，可以看到穿过前缘的不可察觉的小变形。
通过这样做，制造商可以精确定位机翼前缘的磨损。这些缺陷会对组件的性能产生负面影响，因此减少这些缺陷有利于组件的行为。
计量也可用于提高飞机发动机的性能。与机翼测量一样，对发动机风扇和涡轮叶片的分析可以优化其产生推力的能力。
此外，发动机外壳的结构也可以改进。虽然发动机形状的微小变化似乎微不足道，但这种几何形状直接影响气流，进而影响发动机的效率。
参考文献和进一步阅读
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Nikonmetrology.com。（注）．激光雷达大体积计量。(在线)可以在:https://www.nikonmetrology.com/en-us/3d-metrology/large-volume-metrolog.
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