Co może zrobić skaner mikroCT do produkcji addytywnej

"MikroCT rentgenowskie działa na zasadzie napromieniania próbki wiązką promieni rentgenowskich, mierzenia późniejszego obrazu rentgenowskiego absorpcji i wielokrotnego pozyskiwania takich obrazów, jak obraca się próbka" - wyjaśniają naukowcy. "Obrazy absorpcji promieni rentgenowskich (tak zwane projekcje) przedstawiają widoki próbki pod wieloma kątami, zapewniając szczegóły wewnętrzne z powodu przenikania promieni rentgenowskich. Uzyskane obrazy są następnie wykorzystywane w matematycznym procesie rekonstrukcji w celu wygenerowania wolumetrycznego zestawu danych. Objętość ta obejmuje woksele (piksele wolumetryczne) z jasnością każdego piksela związaną z gęstością promieniowania rentgenowskiego w materiale, który reprezentuje (gęstość promieniowania X zależy od gęstości fizycznej i masy atomowej). "

Jedna aplikacja omówiono analizę porowatości i defektów. Porowatość odnosi się do pustek w wydrukowanej części 3D, spowodowanych przez jeden z wielu czynników. MicroCT może być wykorzystywany do wykrywania porowatości w mniejszych drukowanych częściach 3D, ale może również nie zawierać małych porów w większych częściach. Inną aplikacją jest pomiar gęstości objętościowej. Dodatkowo produkowane części są regularnie poddawane testowi Archimedesa, aby zmierzyć ich gęstość objętościową, ale jest kilka problemów związanych z tą metodą, według naukowców:

Pomiar CT może przezwyciężyć problemy z pęcherzykami i porowatością lub kanałami ; dokładność pomiaru jest ograniczona tylko przez rozdzielczość skanowania.

Pomiar wymiarowy to kolejna aplikacja; w rzeczywistości mikroCT jest jedyną metodą, która umożliwia pomiar wymiarów złożonych części z wewnętrznymi powierzchniami i kratownicami. MicroCT może również monitorować zmiany w częściach, szczególnie po odkształceniu. Innym zastosowaniem jest pomiar chropowatości powierzchni lub topografii; tradycyjne narzędzia mogą jedynie mierzyć zewnętrzne powierzchnie części, podczas gdy microCT może mierzyć złożone lub wewnętrzne powierzchnie.

Naukowcy wskazują również na symulacje jako aplikację, która nie była jeszcze szeroko badana pod kątem mikro CT i produkcji dodatków CD3D .

"W przeciwieństwie do symulacji opartych na geometrii projektu części, rzeczywistych częściach, w tym wad, niedoskonałości powierzchni i błędów konstrukcyjnych , można symulować, zapewniając teoretycznie dokładniejsze przewidywanie właściwości części ", stwierdzają. "Może to być przydatne z dwóch powodów: po pierwsze, można ocenić faktyczny efekt usterki na wynikowych właściwościach mechanicznych, pomagając w podejmowaniu decyzji pozytywnych / negatywnych dotyczących użycia części; a po drugie, efektdefekty mogą być badane i skorelowane z różnymi testami mechanicznymi na tych samych częściach. "

Multiscale CT i szybkie skanowanie są omawiane jako sposoby na wykrywanie porowatości w pojedynczych częściach w opłacalny sposób. Analiza proszków to kolejna aplikacja, która może wykrywać pory w sproszkowanych metalach. Podczas gdy większość prac z wykorzystaniem microCT w produkcji dodatków skupiała się na pojedynczych materiałach, możliwe jest również analizowanie wielu materiałów w części, chociaż jakość obrazów może się różnić w zależności od badanych materiałów.

Badania zwróć uwagę na pewne ograniczenia microCT, takie jak rozmiar części.

"Gdy część jest zbyt duża, przenikanie promieni rentgenowskich staje się problemem wymagającym wysokich napięć skanowania, filtracji wiązki i wynikającej z tego utraty jakości w obrazy "wyjaśniają. "Może to często skutkować brakiem zdolności wykrywania na małych porach i może prowadzić do tego, że niektóre krawędzie części są mniej lub bardziej jaskrawe niż inne w danych CT, co sprawia, że ​​dobry model powierzchni jest niemożliwy lub bardzo czasochłonny, aby skorygować użycie metody przetwarzania obrazu. Dotyczy to szczególnie gęstszych metali i obiektów większych niż 100 mm. Dane mogą być nadal wykorzystywane do przeglądania poważnych defektów, ale bardziej zaawansowana analiza staje się znacznie trudniejsza. "

Można temu zaradzić, stosując systemy o wyższym napięciu lub dużo filtracji wiązki. Zaletami microCT jest to, że nie wymaga on dużego nakładu czasu, ale potrzeba więcej czasu na części krytyczne.

Możesz dowiedzieć się więcej na temat wielu zastosowań microCT w samym papierze.

Autorami artykułu są Anton Du Plessis, Igor Yadroitsev, Ina Yadroitsava i Stephan G. Le Roux.