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浅谈工业CT测量应用技术

导读: 目前来说,工业CT在材料探伤、零件失效分析领域的应用更为普遍,而人们对工业CT在测量领域的应用认知还比较少。

  目前来说,工业CT在材料探伤、零件失效分析领域的应用更为普遍,而人们对工业CT在测量领域的应用认知还比较少。少量的应用也仅限于一些简单几何尺寸的大致测量,离真正的几何尺寸与行为公差测量还存在相当的差距。造成这种现状的原因是多方面的,就工业CT技术本身来讲,主要原因在于之前的工业CT在硬件与软件方面的性能尚不能满足工业测量的要求。

  在硬件方面,能够达到工业测量要求的工业CT设备需要满足几个方面的要求:稳定的X光源、精密的探测器及缜密稳定的机械结构。

  温泽exaCT工作站作为一款达到工业测量要求的工业CT,从设计之初就充分考虑了针对工业测量的一切需求。exaCT选用了稳定的闭合管X射线源,在提供高质量射线的基础上,也大大减少了所需的维护。

  而专门针对工业应用自主研发并生产的探测器,相比医用探测器极大地缩小了像素尺寸,提高了工业CT的空间分辨率;同时增强了探测器的动态特性(位数),提高了工业CT的密度分辨率,最终使得工业CT能够达到更高的精度。在机械结构方面,exaCT沿袭了德国温泽在三坐标测量机领域超过30年的设计制造经验,采用了花岗岩和气浮轴承的结构设计,为其高精度和长期稳定性打下了坚实的机械基础。

  工业CT的整体性能不仅仅取决于它的硬件,软件在计算机断层扫描技术中起到的作用也是至关重要的。温泽 exaCT所使用的软件,从探测器图像读取开始就完全采用WENZEL集团自主研发的软件,在软硬件兼容方面给予exaCT最佳的保障。而软件的整体构架,以及后续的数据处理算法则紧跟计算机硬件的发展水平,使得exaCT在处理大型数据方面拥有巨大的优势,完全超越了上一代工业CT的性能。至于数据评价方面,温泽也提供了最为完备的功能,从缺陷检测到装配分析,从材料补偿到逆向工程,尤其是尺寸与形位公差测量,使用了三坐标测量机上的专业软件,能够实现所有的几何测量功能。

  在应用方面,消费电子类产品,如手机壳体,壳体内部有许多非常微小难以测量的几何元素,无法用传统方法进行测量。使用exaCT对零件进行CT扫描,得到3D数据(如图所示),然后对其进行尺寸与形位公差测量。

  汽油发动机供油管路焊接塑料件,玻纤强化塑料长管为零件主体,两端的帽子与主体为同种材料。共四种焊接工艺,分别扫描四个工件,分析每种工艺所产生的缺陷,并确定一种工艺用于后续的量产。

  对现有的涡轮增压器叶轮进行扫描,得到零件的CAD模型。CT扫描得到的三角网格面质量很高,没有碎面及空洞,对三角网格面进行曲率分析,以便合理划分面片。将整个零件划分面片后生成IGES曲面,最后导入CAD软件进行后处理。

  通过工业CT,仅需一次CT扫描,就可以获得零件内外部的所有几何结构。不同于其他扫描技术,CT扫描能够重建零件从内而外的完整3D模型。经过温泽 exaCT工作站的扫描,零件内部哪怕一个小至5μm的细小缺陷都躲不过X射线的探测。这也是温泽将其CT工作站命名为exaCT的原因。exaCT工作站集成了无损检测的几乎所有功能,如尺寸与形位公差测量、材料缺陷分析及装配分析等,并将所有的功能集成到了一起。随着工业CT技术的应用,工业测量正在步入一个新的纪元。

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