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為什么我們說工業(yè)CT如此強(qiáng)大？

2020-06-23 20:15:22·  來源：北極星成像工業(yè)CT  
　
X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）作為一種創(chuàng)新且靈活的非接觸式測(cè)量技術(shù)可用于實(shí)時(shí)對(duì)工業(yè)零部件進(jìn)行尺寸測(cè)量。與傳統(tǒng)的接觸式和光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x（CMM）相比，它具有獨(dú)
X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描（CT）作為一種創(chuàng)新且靈活的非接觸式測(cè)量技術(shù)可用于實(shí)時(shí)對(duì)工業(yè)零部件進(jìn)行尺寸測(cè)量。
與傳統(tǒng)的接觸式和光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x（CMM）相比，它具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)：如執(zhí)行無損測(cè)量任務(wù)的能力，而這些任務(wù)通常是其他任何測(cè)量技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的。
 
在工業(yè)生產(chǎn)中，尺寸質(zhì)量控制的要求變得越來越復(fù)雜。
例如，增材制造（3D 打?。┲惖男屡d制造技術(shù)會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜且不可訪問的內(nèi)部特性。
絕大多數(shù)，難以在不切割或分離試樣部件的情況下，使用傳統(tǒng)的測(cè)量技術(shù)來檢測(cè)這些產(chǎn)品，而X射線工業(yè)CT其提供的獨(dú)特功能，可確保我們以非破壞性的無損方式進(jìn)行各種測(cè)試任務(wù)。
CT的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，它涵蓋各行各業(yè)，如圖1。
 
圖1：CT市場(chǎng)概述
之所以CT能在現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮舉足輕重作用的重要原因之一是其可以對(duì)多種不同的應(yīng)用過程及在不同產(chǎn)品周期的多個(gè)階段進(jìn)行定量分析，從而使設(shè)計(jì)研發(fā)人員實(shí)時(shí)評(píng)估產(chǎn)品是否符合設(shè)計(jì)要求并不斷優(yōu)化產(chǎn)品和制造過程。
 
CT測(cè)量過程
X射線工業(yè)CT的工作原理是基于X射線在被檢測(cè)物體中的傳播以及對(duì)多個(gè)射線照相投影（X射線照相）的獲取，這些射線照相投影包含有關(guān)穿過對(duì)象的X射線衰減和吸收的信息。然后，使用專用軟件（例如北極星成像NSI efX-CT）來重建掃描零件的3D模型，以從獲取的投影中表征其整個(gè)內(nèi)部和外部特征。
在執(zhí)行識(shí)別對(duì)象表面的“表面確定”步驟之后，可以對(duì)3D CT模型進(jìn)行尺寸分析。圖2顯示了X射線CT測(cè)量過程鏈的主要步驟。
圖2：X射線CT測(cè)量過程的主要步驟
 
 
鑄鋁CT掃描
CT測(cè)量過程
使用CT可以對(duì)整個(gè)工件進(jìn)行高精度的整體測(cè)量，而無需任何形式的接觸，切割或破壞。而且，所有這些都可以結(jié)合材料檢測(cè)和尺寸質(zhì)量控制通過一次掃描完成。
CT功能包括在零件的內(nèi)部和外部特征上執(zhí)行公差驗(yàn)證的能力，即評(píng)估產(chǎn)品是否符合規(guī)格要求。圖3給出了一個(gè)示例。
 
圖3：工業(yè)壓鑄件的尺寸分析
使用X射線CT，還可以執(zhí)行名義/實(shí)際比較，在該比較中，將實(shí)際零件的體積模型記錄并與其名義模型進(jìn)行比較。
例如，在所謂的“ CAD比較”中，將掃描零件的實(shí)際3D模型與組件的CAD模型進(jìn)行比較，從而可以獲得有關(guān)實(shí)際零件和CAD模型之間局部偏差的定量信息。
在圖4中，彩色地圖顯示了掃描零件及其CAD模型之間的局部偏差。每種顏色代表不同的偏差范圍。
 
圖4：工業(yè)壓鑄件的CAD比較。
也可以比較CT掃描。這對(duì)于分析在其生命周期的不同階段掃描的相同組件，或比較使用不同過程參數(shù)獲得的實(shí)際組件可能很有用。
逆向工程是CT提供的幾種功能之一。由于獲得了密集的體積信息，CT是用于產(chǎn)品逆向工程的強(qiáng)大工具?？梢詮腃T容積中提取組件的STL文件或創(chuàng)建物體表面的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。
除了上述示例外，CT還可以執(zhí)行其他種類的定量分析，包括厚度分析和孔隙度分析。
圖5顯示了壓鑄部件上孔隙率分析的示例。與通常檢測(cè)組件整體孔隙率或?qū)M件特定部分進(jìn)行破壞性測(cè)試的常規(guī)方法相比，CT提供了獨(dú)特的功能，不僅可以檢測(cè)不同的孔隙率，還可以在零件的3D模型中定位孔隙率，并且提供有關(guān)不同孔隙率的信息。
 
圖5：工業(yè)壓鑄件的孔隙率分析。
與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比，CT的優(yōu)勢(shì)
以下是CT與傳統(tǒng)測(cè)量技術(shù)相比的主要優(yōu)點(diǎn)的概述：
 
 一次掃描即可全面測(cè)量組件和材料檢測(cè)
 
以無損方式對(duì)內(nèi)部或不可訪問特征進(jìn)行尺寸分析
 
可對(duì)變形部件進(jìn)行測(cè)量
 
組件分析（如處于組裝狀態(tài)的組件）
 
不論表面顏色，反射率和斜率如何均可進(jìn)行測(cè)量
 
在短時(shí)間內(nèi)獲取密集的體積測(cè)量信息
 
逆向工程
X射線CT測(cè)量不受接觸式三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x探頭尺寸的限制，因?yàn)樗簧婕安考臋C(jī)械性接觸。
同時(shí)，不需要任何機(jī)械或光學(xué)的方式靠近您感興趣的特征，而是分別通過觸覺式探針和光學(xué)傳感器。CT的基本因素包括可達(dá)到的幾何放大率，這取決于零件的尺寸和幾何形狀，零件的材料和厚度。
而且，CT測(cè)量可以在可變形組件上執(zhí)行，這些組件由于始終涉及機(jī)械接觸，因此通常無法用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x進(jìn)行檢測(cè)。
此外，CT還提供了優(yōu)于光學(xué)傳感器的優(yōu)勢(shì)，例如無論表面形狀，顏色和反射率如何均可進(jìn)行測(cè)量。對(duì)于光學(xué)系統(tǒng)來說，這可能是一個(gè)重要的難題。
 
NSI四維動(dòng)態(tài)CT電子連接器測(cè)試
CT還允許分析組裝狀態(tài)下的元器部件。使用傳統(tǒng)的測(cè)量?jī)x器通常很難完成此任務(wù)。
此外，與例如傳統(tǒng)的接觸式三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x相比，它允許在短時(shí)間內(nèi)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行逆向工程測(cè)試，并獲得比在相同時(shí)間內(nèi)可能實(shí)現(xiàn)的更為密集的信息。
結(jié)論
X射線CT是一種有價(jià)值且靈活的多功能測(cè)量技術(shù)，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，涉及多個(gè)市場(chǎng)，例如航空航天，汽車，鑄件，傳統(tǒng)制造，增材制造等。
借助CT，可以執(zhí)行高精度測(cè)量任務(wù)，包括無損分析內(nèi)部復(fù)雜的幾何形狀，這是其他任何測(cè)量技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)的。
 
美國(guó)北極星成像公司（NSI）在中國(guó)蘇州建立的亞太X射線計(jì)算機(jī)斷層掃描設(shè)備演示和檢測(cè)服務(wù)實(shí)驗(yàn)室，配置了全球最尖端的多功能型X5000工業(yè)CT設(shè)備（掃描區(qū)域0.8m x 1.2m），可以覆蓋從小型到大型等各類工件的掃描應(yīng)用，幫助用戶開發(fā)和優(yōu)化特殊掃描應(yīng)用的解決方案并提供檢測(cè)服務(wù)，技術(shù)咨詢及支持等。
 
 
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