2018-12-25  浏览量:239

今天,我们主要想和大家一起来了解一下什么是工业CT,它又是如何作业的? 

 

首先,我们来举一个简单的例子来帮助大家了解工业CT,相信大家都知道左下方图示的仪器,该仪器是医生为扫描患者,进行人体检查时使用的,学名叫CAT扫描技术。(图1)

 

工业CT(图2)与其同理,只不过工业CT是为了扫描各种工业产品,对产品进行检查而使用的。
 
它是一个将2D X射线图像交叉组合使元件的内部和外部形成3D图像的过程,不仅能可视化,还能用作工业计量。
 
图1 图2

 

三维X射线扫描(简称CT)是以非破坏性X射线透视技术,将待测物体做360°自转,通过单一轴面的射线穿透被测物体,根据被测物体各部分对射线的吸收与透射率不同,收集每个角度的穿透图像,之后利用电脑运算重构出待测物体的实体图像。
 
CT是采用计算机断层扫描技术对产品进行无损检测(NDT)和无损评价(NDE)的最佳手段,利用断层成像技术,可实现产品无损可视化测量、组装瑕疵或材料分析。
 
CT扫描取代传统的破坏性监测和分析,任何方向上的非破坏性切片和成像,不受周围细节特征的遮挡,可直接获得目标特征的空间位置、形状及尺寸信息。
 
接下来,美信检测实验室详细为您介绍工业CT在汽车行业的6大应用:
 
1.孔隙率分析
 
目的:帮助企业快速、准确、直观的查找到产品的内部缺陷,如裂纹、气孔、疏松、夹杂等缺陷,并进行分析,找到出现缺陷的根本原因,从而提高产品性能,延长产品使用寿命。
典型案例图示:
 
(1)体积孔隙率分析
常规的无损检测手段很难准确的对这些缺陷做出判断。通过CT扫描后,可以对整个工件内部的缺陷进行分析,将内部孔洞按照体积大小用不同的颜色进行标注,可以直观的看到内部孔洞的分布情况,如孔洞尺寸、密集程度、分布位置等。
 
图为某客户送检样品,需要测量产品内部的最大孔洞尺寸和最大孔隙率值。通过扫描分析后,输出孔洞尺寸和位置图片,孔隙率值等。
 
 
 
(2)面积孔隙率分析
近几年来在汽车行业,压铸件孔隙率的检测被广泛的认可和应用,相应的标准有ASTM E505,VW50093等。采用工业CT可以避免对样品产生破坏,对样品任意位置、任意方向虚拟剖切,快速、准确的找到最大的缺陷尺寸位置,并且准确的计算面积孔隙率值。
 
图为某注塑件,客户需要检测内部孔洞的分布,孔洞的大小、位置等信息,目的是为了优化注塑参数,稳定生产工艺。
 
 
2.装配分析
目的:
 
精密器件的装配缺陷是常见问题,对于一些失效件或内部结构复杂的产品,直接拆卸没办法还原其内部状况,过程中还会造成破坏,丢失一些有用的信息。
 
使用CT扫描可以不用拆卸,直观了解产品的二维与三维局部整体、透视或截面分析图,可分析与测量组件间装配形成的缝隙,评估工艺,寻找失效原因,解决相关问题,还能降低企业研发的投入成本。
 
典型案例图示
 
PCB板焊点失效分析,通过CT扫描,分析每个焊点的焊接情况,找出具体的焊接不良位置。
 
 
             
 
3.数模比对
 
目的:在研发阶段模具设计人员需要得到试验件与CAD数模之间的差距,根据测量结果进行修模。通过工业CT及分析软件可以将扫描结果与CAD数模进行最佳拟合,以直观的色彩偏差快速形象地显示,不仅可以得到工件整体的偏差,还能得到关键位置的具体偏差值。实际生产的产品与理想的CAD模型可能存在一定尺寸差异从而影响产品的性能和使用,帮助分析对比存在的差异反诸于生产工艺的改进。
 
典型案例图示
 
通过CT扫描分析,快速实现测量数据与CAD模型的比对,色谱偏差分析,清晰的展现尺寸差异。
  
扫描结果 CAD模型

 

       

比对结果
 
            
偏差值
 
4.尺寸测量
 
目的:产品的实际尺寸往往不可或缺,但因物体型面复杂或客观物理条件限制等原因会出现无法获取的情况,CT技术能很好地应对此类问题。
 
区别于传统的三坐标检测、影像仪等测量方法,工业CT尺寸测量优势在于产品的内部尺寸检测。它可以在不破坏样品的前提下,对于工件的所有尺寸进行精确的测量,精度高、速度快。
 
典型案例图示
 
装配件内部尺寸测量:内部零件之间的尺寸,形位公差测量。
 
 
5.壁厚分析
 
目的:直接在CT数据上自动定位面积不足或壁厚过厚及间隙过大的位置,直接在CT数据对试件进行测量,尤其是密闭空间内尺寸,传统的三坐标测量方法根本无法实现。
 
主要用于非破坏性试验,可快速并精确地测量复杂零件壁厚的微小变化。
 
典型案例图示
 
6.逆向工程
目的:逆向工程是一种产品设计技术再现过程,即对一项目标产品进行逆向分析及研究,从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素,以制作出功能相近,但又不完全一样的产品。
 
从CT数据中提取表面信息,以STL格式生成表面数据文件,该文件可以直接导入到相应的CAD软件进行处理,也能进行3D打印。
 
典型案例图示
 
 
综合上述的具体应用,工业CT扫描技术在汽车零部件及产品检测中起着重要作用:
 
它可以显示被测件的断面图像,有着较高的检测灵敏度和空间分辨率;
 
能够对产品存在的缺陷进行定位和测量,动态范围宽;
 
能实现精密器件内部精细结构的三维、全面分析等。
 
这些优势为汽车制造企业的创新研发提供了强有力的技术支撑,帮助企业优化产品制作工艺,降低成本,提高产品寿命,提升产品性能,维护产品质量!
 
 

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