Industriell datortomografi

Animerad uppsättning datortomografiöverföringsbilder av en Logitech C500 webbkamera

Industriell datortomografi ( CT ) skanning är vilken datorstödd tomografisk process som helst, vanligtvis röntgendatortomografi, som använder bestrålning för att producera tredimensionella interna och externa representationer av ett skannat föremål. Industriell CT-skanning har använts inom många industriområden för intern inspektion av komponenter. Några av de viktigaste användningsområdena för industriell CT-skanning har varit feldetektering, felanalys, metrologi, monteringsanalys och omvänd konstruktion. Precis som inom medicinsk avbildning inkluderar industriell avbildning både icke-tomografisk radiografi ( industriell radiografi ) och datortomografisk radiografi (datortomografi).

Typer av skannrar

Linjestråleskanner

Linjestråleskanning är den traditionella processen för industriell CT-skanning. Röntgenstrålar produceras och strålen kollimeras för att skapa en linje. Röntgenstrålen translateras sedan över delen och data samlas in av detektorn. Datan rekonstrueras sedan för att skapa en 3D- volymrendering av delen.

Vid konstrålescanning placeras den del som ska skannas på ett roterande bord. När delen roterar producerar konen av röntgenstrålar ett stort antal 2D-bilder som samlas in av detektorn. 2D-bilderna bearbetas sedan för att skapa en 3D- volymrendering av delens yttre och inre geometrier.

Cone beam scanner

Historia

Industriell CT-skanningsteknik introducerades 1972 med uppfinningen av CT-skannern för medicinsk avbildning av Godfrey Hounsfield . Uppfinningen gav honom ett Nobelpris i medicin, som han delade med Allan McLeod Cormack . Många framsteg inom CT-skanning har möjliggjort dess användning inom det industriella området för metrologi utöver den visuella inspektionen som främst används inom det medicinska området (medicinsk CT-skanning ).

Analys- och inspektionstekniker

Olika inspektionsanvändningar och tekniker inkluderar del-till-CAD-jämförelser, del-till-del-jämförelser, montering och defektanalys, tomrumsanalys, väggtjockleksanalys och generering av CAD-data. CAD-data kan användas för reverse engineering , geometrisk dimensionering och toleransanalys och godkännande av produktionsdelar.

hopsättning

En av de mest kända formerna av analys med CT är för montering eller visuell analys. CT-skanning ger vyer inuti komponenter i deras funktionsläge, utan demontering. Vissa program för industriell CT-skanning gör det möjligt att ta mätningar från CT-datauppsättningens volymrendering. Dessa mått är användbara för att bestämma avstånden mellan monterade delar eller dimensionen på en enskild detalj.

En industriell datortomografi (CT) skanning utförd på ett aluminiumgjutgods för att identifiera interna fel som tomrum. Alla färgkoordinerade partiklar inom gjutning är hålrum/porositet/luftfickor, som dessutom kan mätas och är färgkoordinerade efter storlek.

Detektering av tomrum, sprickor och defekter

Flyg genom en 3D-rekonstruktion av en engångspepparkvarn. Glas i blått.

Traditionellt skulle fastställande av defekter, tomrum och sprickor i ett objekt kräva destruktiv testning. CT-skanning kan upptäcka interna funktioner och brister som visar denna information i 3D utan att förstöra delen. Industriell CT-skanning (3D-röntgen) används för att upptäcka brister inuti en del som porositet, en inneslutning eller en spricka. Det har också använts för att upptäcka ursprung och spridning av skador i betong.

Metallgjutning och gjutna plastkomponenter är vanligtvis utsatta för porositet på grund av kylningsprocesser, övergångar mellan tjocka och tunna väggar och materialegenskaper. Tomrumsanalys kan användas för att lokalisera, mäta och analysera tomrum inuti plast- eller metallkomponenter.

Geometrisk dimensionering och toleransanalys

Traditionellt, utan destruktiv testning, har fullständig mätning endast utförts på de yttre dimensionerna av komponenter, till exempel med en koordinatmätmaskin (CMM) eller med ett visionsystem för att kartlägga yttre ytor. Interna inspektionsmetoder skulle kräva användning av en 2D-röntgen av komponenten eller användning av destruktiv testning. Industriell CT-skanning möjliggör fullständig oförstörande mätning. Med obegränsad geometrisk komplexitet 3D-utskrift att komplexa interna funktioner kan skapas utan kostnadspåverkan, sådana funktioner är inte tillgängliga med traditionell CMM. Den första 3D-tryckta artefakten som är optimerad för karaktärisering av form med hjälp av datortomografi CT

Bildbaserade finita elementmetoder

Bildbaserad finita elementmetod konverterar 3D-bilddata från röntgentomografi direkt till maskor för finita elementanalys . Fördelarna med denna metod inkluderar modellering av komplexa geometrier (t.ex. kompositmaterial) eller exakt modellering av komponenter "som tillverkade" i mikroskala.

Se även

• Industriell radiografi
• Konstråledatortomografi
• PCB reverse engineering , en tillämpning av industriell CT