Промышленная компьютерная томография (КТ) сканирование – это любой компьютерный томографический процесс, обычно рентгеновская компьютерная томография, в котором используется облучение для получения трехмерных изображений. размерные внутренние и внешние представления сканируемого объекта. Промышленное компьютерное сканирование использовалось во многих областях промышленности для внутреннего контроля компонентов. Некоторые из ключевых применений промышленного компьютерного сканирования — это обнаружение дефектов, анализ отказов, метрология, анализ сборок и обратное проектирование. Как и медицинская визуализация, промышленная визуализация включает в себя как нетомографическую рентгенографию (промышленную рентгенографию), так и компьютерную томографическую рентгенографию (компьютерная томография).
Типы сканеров
Сканирование линейным лучом — это традиционный процесс промышленного компьютерного сканирования. Генерируются рентгеновские лучи, и луч коллимируется для создания линии. Затем луч рентгеновской линии перемещается по детали, и данные собираются детектором. Затем данные реконструируются для создания трехмерной объемной визуализации детали.
При сканировании коническим лучом сканируемая деталь помещается на поворотный стол. Когда деталь вращается, конус рентгеновских лучей создает большое количество 2D-изображений, которые собираются детектором. Затем 2D-изображения обрабатываются для создания объемной 3D-рендеринга внешней и внутренней геометрии детали.
История
Технология промышленного компьютерного сканирования была представлена в 1972 году с изобретением Годфри Хаунсфилдом компьютерного томографа для медицинской визуализации. Это изобретение принесло ему Нобелевскую премию по медицине, которую он разделил с Алланом Маклеодом Кормаком. Многие достижения в области компьютерной томографии позволили использовать ее в промышленной области метрологии в дополнение к визуальному контролю, который в основном используется в области медицины (медицинская компьютерная томография).
Методы анализа и проверки
Различные применения и методы инспекции включают сравнение деталей с CAD, сравнение деталей с деталями, анализ сборки и дефектов, анализ пустот, анализ толщины стенок и генерацию данных CAD. Данные CAD могут использоваться для обратного проектирования, геометрических размеров и анализа допусков, а также утверждения производственных деталей.
Сборка
Одной из наиболее известных форм анализа с использованием компьютерной томографии является сборка или визуальный анализ. КТ-сканирование позволяет увидеть внутренние компоненты в их рабочем положении, без разборки. Некоторые программы для промышленного компьютерного сканирования позволяют проводить измерения на основе объемной визуализации набора данных компьютерной томографии. Эти измерения полезны для определения зазоров между собранными деталями или размеров отдельных элементов.
Обнаружение пустот, трещин и дефектов
Традиционно определение дефектов, пустот и трещин внутри объекта требовало разрушающего тестирования. КТ-сканирование может обнаружить внутренние особенности и дефекты, отображая эту информацию в 3D, не разрушая деталь. Промышленное компьютерное сканирование (3D-рентген) используется для обнаружения дефектов внутри детали, таких как пористость, включения или трещины. Его также использовали для обнаружения происхождения и распространения повреждений в бетоне.
Металлические отливки и формованные пластиковые детали обычно склонны к пористости из-за процессов охлаждения, перехода между толстыми и тонкими стенками и свойств материала. Анализ пустот можно использовать для обнаружения, измерения и анализа пустот внутри пластиковых или металлических компонентов.
Анализ геометрических размеров и допусков
Традиционно, без разрушающих испытаний, полная метрология выполнялась только по внешним размерам компонентов, например, с помощью координатно-измерительной машины (КИМ) или с помощью системы технического зрения для картирования внешних поверхностей. Методы внутреннего контроля потребуют использования 2D-рентгенографии компонента или использования разрушающего контроля. Промышленное компьютерное сканирование обеспечивает полную неразрушающую метрологию. Обладая неограниченной геометрической сложностью, 3D-печать позволяет создавать сложные внутренние элементы без влияния на стоимость; такие элементы недоступны при использовании традиционной КИМ. Первый 3D-печатный артефакт, оптимизированный для определения характеристик формы с помощью компьютерной томографии и КТ.
Методы конечных элементов на основе изображений
Метод конечных элементов на основе изображений преобразует данные трехмерного изображения из рентгеновской компьютерной томографии непосредственно в сетки для анализа методом конечных элементов. Преимущества этого метода включают моделирование сложной геометрии (например, композитных материалов) или точное моделирование компонентов «в заводском состоянии» на микромасштабе.
Тенденции и события
Прогнозируется, что рынок промышленной компьютерной томографии достигнет размера от 773,45 млн долларов США до 1 116,5 млн долларов США в период с 2029 по 2030 год. Региональные тенденции показывают, что ожидается сильный рост рынка, особенно в Азиатско-Тихоокеанском регионе, а также в Северной Америке и Европе, из-за строгих правил безопасности и профилактического обслуживания промышленного оборудования. Рост обусловлен в первую очередь продолжающейся разработкой устройств и услуг КТ, которые позволяют проводить точные и неразрушающие испытания компонентов. Такие инновации, как использование искусственного интеллекта для автоматизированного анализа неисправностей и разработка мобильных систем КТ, расширяют возможности.