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为什么我们说工业CT如此强大？
2020-06-23 20:15:22· 来源：北极星成像工业CT
X射线计算机断层扫描（CT）作为一种创新且灵活的非接触式测量技术可用于实时对工业零部件进行尺寸测量。与传统的接触式和光学三坐标测量仪（CMM）相比，它具有独
X射线计算机断层扫描（CT）作为一种创新且灵活的非接触式测量技术可用于实时对工业零部件进行尺寸测量。
与传统的接触式和光学三坐标测量仪（CMM）相比，它具有独特的优势：如执行无损测量任务的能力，而这些任务通常是其他任何测量技术都无法实现的。
在工业生产中，尺寸质量控制的要求变得越来越复杂。
例如，增材制造（3D 打印）之类的新兴制造技术会产生复杂且不可访问的内部特性。
绝大多数，难以在不切割或分离试样部件的情况下，使用传统的测量技术来检测这些产品，而X射线工业CT其提供的独特功能，可确保我们以非破坏性的无损方式进行各种测试任务。
CT的应用领域非常广泛，它涵盖各行各业，如图1。
图1：CT市场概述
之所以CT能在现代工业领域发挥举足轻重作用的重要原因之一是其可以对多种不同的应用过程及在不同产品周期的多个阶段进行定量分析，从而使设计研发人员实时评估产品是否符合设计要求并不断优化产品和制造过程。
CT测量过程
X射线工业CT的工作原理是基于X射线在被检测物体中的传播以及对多个射线照相投影（X射线照相）的获取，这些射线照相投影包含有关穿过对象的X射线衰减和吸收的信息。然后，使用专用软件（例如北极星成像NSI efX-CT）来重建扫描零件的3D模型，以从获取的投影中表征其整个内部和外部特征。
在执行识别对象表面的“表面确定”步骤之后，可以对3D CT模型进行尺寸分析。图2显示了X射线CT测量过程链的主要步骤。
图2：X射线CT测量过程的主要步骤
铸铝CT扫描
CT测量过程
使用CT可以对整个工件进行高精度的整体测量，而无需任何形式的接触，切割或破坏。而且，所有这些都可以结合材料检测和尺寸质量控制通过一次扫描完成。
CT功能包括在零件的内部和外部特征上执行公差验证的能力，即评估产品是否符合规格要求。图3给出了一个示例。
图3：工业压铸件的尺寸分析
使用X射线CT，还可以执行名义/实际比较，在该比较中，将实际零件的体积模型记录并与其名义模型进行比较。
例如，在所谓的“ CAD比较”中，将扫描零件的实际3D模型与组件的CAD模型进行比较，从而可以获得有关实际零件和CAD模型之间局部偏差的定量信息。
在图4中，彩色地图显示了扫描零件及其CAD模型之间的局部偏差。每种颜色代表不同的偏差范围。
图4：工业压铸件的CAD比较。
也可以比较CT扫描。这对于分析在其生命周期的不同阶段扫描的相同组件，或比较使用不同过程参数获得的实际组件可能很有用。
逆向工程是CT提供的几种功能之一。由于获得了密集的体积信息，CT是用于产品逆向工程的强大工具。可以从CT容积中提取组件的STL文件或创建物体表面的点云数据。
除了上述示例外，CT还可以执行其他种类的定量分析，包括厚度分析和孔隙度分析。
图5显示了压铸部件上孔隙率分析的示例。与通常检测组件整体孔隙率或对组件特定部分进行破坏性测试的常规方法相比，CT提供了独特的功能，不仅可以检测不同的孔隙率，还可以在零件的3D模型中定位孔隙率，并且提供有关不同孔隙率的信息。
图5：工业压铸件的孔隙率分析。
与传统测量技术相比，CT的优势
以下是CT与传统测量技术相比的主要优点的概述：
一次扫描即可全面测量组件和材料检测
以无损方式对内部或不可访问特征进行尺寸分析
可对变形部件进行测量
组件分析（如处于组装状态的组件）
不论表面颜色，反射率和斜率如何均可进行测量
在短时间内获取密集的体积测量信息
逆向工程
X射线CT测量不受接触式三坐标测量仪探头尺寸的限制，因为它不涉及部件的机械性接触。
同时，不需要任何机械或光学的方式靠近您感兴趣的特征，而是分别通过触觉式探针和光学传感器。CT的基本因素包括可达到的几何放大率，这取决于零件的尺寸和几何形状，零件的材料和厚度。
而且，CT测量可以在可变形组件上执行，这些组件由于始终涉及机械接触，因此通常无法用三坐标测量仪进行检测。
此外，CT还提供了优于光学传感器的优势，例如无论表面形状，颜色和反射率如何均可进行测量。对于光学系统来说，这可能是一个重要的难题。
NSI四维动态CT电子连接器测试
CT还允许分析组装状态下的元器部件。使用传统的测量仪器通常很难完成此任务。
此外，与例如传统的接触式三坐标测量仪相比，它允许在短时间内对产品进行逆向工程测试，并获得比在相同时间内可能实现的更为密集的信息。
结论
X射线CT是一种有价值且灵活的多功能测量技术，具有独特的优势。它的应用领域非常广泛，涉及多个市场，例如航空航天，汽车，铸件，传统制造，增材制造等。
借助CT，可以执行高精度测量任务，包括无损分析内部复杂的几何形状，这是其他任何测量技术都无法实现的。
美国北极星成像公司（NSI）在中国苏州建立的亚太X射线计算机断层扫描设备演示和检测服务实验室，配置了全球最尖端的多功能型X5000工业CT设备（扫描区域0.8m x 1.2m），可以覆盖从小型到大型等各类工件的扫描应用，帮助用户开发和优化特殊扫描应用的解决方案并提供检测服务，技术咨询及支持等。
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