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突破材料試驗的新境界:人工智慧(AI)是如何革新符合 ISO 16630 擴孔試驗

現代金屬薄板材料的需求正不斷提升。在汽車、能源與航太產業中,金屬板材必須要具備輕量、穩定且可靠成形,以確保不會出現邊緣裂紋。為了評估這種裂紋敏感性,符合 ISO 16630 標準的擴孔試驗(HET)已成為標準的檢測方法。ZwickRoell 以創新解決方案更進一步:AI 可在測試過程中即時自動檢測裂紋,並整合於金屬薄板成型試驗機(BUP)中。

什麼是擴孔試驗?為什麼它對板材成形如此重要?

金屬薄板成型試驗機(BUP)上進行測試時,首先要在金屬板材試樣上沖出一個直徑10 mm 的圓孔。接著使用 60° 的錐形沖頭進行擴孔,直到出現連續裂紋為止。此舉旨在測定擴孔率(λ),該指標可用於描述金屬板材邊緣的延展性等特性。挑戰在於如何準確偵測第一條連續的裂縫。人工檢測方法容易出錯,且高度依賴操作人員的判斷。傳統影像處理演算法能提供較高的一致性,但在面對多樣化材料時仍有其侷限。而這正是人工智慧發揮作用之處。

儘管採用傳統的規則式影像處理演算法能提升結果的一致性,但處理不同材料時,都必須調整成特定的參數。對於新型試樣,必須先測定合適的參數組合,而這是一個非常耗時的過程。在更換試樣時,必須確保為該試樣選擇正確的參數組。AI 智能裂紋檢測,全面解決傳統檢測難題:可靠地檢測裂紋,無需人工調整,並自動適應不同材料。

檢測邊緣裂紋:這就是為什麼傳統方法正逐漸達到極限。

人工裂紋檢測需要操作員全神貫注並具備豐富經驗。尤其在較高測試速度下缺陷率會增加。儘管採用傳統的工業影像處理技術能提升結果的一致性,但處理新型或複雜材料時,往往缺乏所需的靈活性。結果:裂紋檢測延遲或失誤。而這正是導致測試結果不準確及重複試驗的原因之一。

AI 即時裂紋檢測:ZwickRoell 的網絡模型如何運作?

ZwickRoell 已將專門開發的網絡模型整合至 testXpert 測試軟體中。該系統可在測試過程中即時檢測裂紋。即使在標準的測試電腦上,每張影像處理僅需 50 毫秒。

可靠的 AI 數據資料庫:657,000 張影像,2,700 個試樣

ZwickRoell 的 AI 數據是透過超過 657,000 張影像及 2,700 個試樣訓練而成。這些資料來自客戶專案、內部測試以及設備驗收。裂紋標註嚴格遵循 ISO 16630,確保符合標準。結果非常明確:AI 應用在已知材料中,能以 99% 的準確度可靠檢測裂紋,在新材料中亦可達到 98–99% 的準確度。

自動化金屬薄板測試搭配 BUP 試驗機 — 精準與效率的完美結合

ZwickRoell 的 BUP(金屬薄板成型試驗機)非常適合進行擴孔試驗。該款試驗機專為金屬板材形變試驗而設計,並提供多項功能,使測試流程更有效率且更安全。一大亮點:自動化試樣處理。配備可容納最多達 100 個試樣的試樣匣與整合式 2D 碼檢測功能,即可讓測試在「夜班模式」模式下進行-完全無需操作人員的介入。這樣可以節省時間並減少失誤源。BUP 試驗機亦完全相容於 videoXtens 延伸計,後者整合了 AI 裂紋檢測功能。這使從試樣識別到結果記錄的整個測試流程變得流暢且能夠自動化完成。

應用於新材料的靈活性:這使得 AI 能夠保持對再訓練的適應性。

AI 解決方案的另一個優勢是其可重新訓練的能力。在測試新型或特殊材料時,可利用於客戶現場或雲端的額外資料對 AI 進行重新訓練。ZwickRoell 將從 2026 年起推出一項特殊的重新訓練計劃,讓客戶能夠針對特定材料開發自有的模型。

總結:提高品質、降低工作量 — 這就是 AI 與 BUP 試驗機重新定義材料測試後的成果

整合 AI 裂紋檢測功能的擴孔試驗,代表了材料測試領域的一項重大進步。智慧軟體結合功能強大的 BUP 試驗機,將測試結果的品質提升到全新高度:精確、具可重複性,且完全排除人為干擾因素。AI 能即時可靠地檢測裂紋,在節省時間與材料的同時,降低人為誤差的影響。而 BUP 試驗機是一套耐用穩健的測試系統,可實現自動化,並能完美整合至現代化生產與品質保證流程中。透過持續訓練 AI 的能力,使該系統在面對新材料與新需求時,依然具備前瞻性與靈活性。採用此技術的企業,不僅投資於更優質的測試結果,同時提升效率、安全性與創新能力。

金屬薄板試驗、人工智慧、擴孔測試:問題?

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