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工業(yè)CT檢測技術(shù)應(yīng)用有哪些?

近年來,工業(yè)CT掃描在檢測行業(yè)日漸興起,成為無損檢測領(lǐng)域重要的檢測方式,那么,工業(yè)CT技術(shù)的原理到底是什么,他有哪些實際應(yīng)用呢,下面我們?yōu)槟灰坏纴怼?/p>

工業(yè)CT系統(tǒng)釆用輻射成像原理,實現(xiàn)對產(chǎn)品的非接觸式三維高精度掃描成像,可獲得產(chǎn)品內(nèi)部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息,它系統(tǒng)集現(xiàn)代化射線檢測技術(shù)自動化控制技術(shù)和計算機處理技術(shù)于一身。工業(yè)CT是在射線檢測的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,其基本原理是當(dāng)經(jīng)過準直且能量為I0的射線束穿過被檢物時,根據(jù)各個透射方向上各體積元的衰減系數(shù)μi不同,探測器接收到的透射能量I也不同。按照一定的圖像重建算法,即可獲得被檢工件截面一薄層無影像重疊的斷層掃描圖像,重復(fù)上述過程又可獲得一個新的斷層圖像,當(dāng)測得足夠多的二維斷層圖像就可重建出三維圖像。

 

如今,我們利用工業(yè)CT技術(shù),可以進行諸多檢測和研發(fā)工作,以下舉常見的一些應(yīng)用供大家參考:

1、缺陷檢測:

對工件的CT掃描斷層圖或三維圖像進行分析,能夠快速、準確、直觀的檢測到產(chǎn)品的內(nèi)部缺陷(缺陷類型、位置、尺寸等)。如裂紋、氣孔、疏松、夾雜等缺陷,檢測精度可達1um。

通過對缺陷的檢測和分析,可以改善鑄造模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、工藝參數(shù)以及原料成分等;可以提高焊接性能、改善焊接工藝;還可以幫助找到失效原因供失效改進。

2、孔隙率分析

依據(jù)VDG P201/P202的測試要求,對鑄件(壓鑄、注塑等)的內(nèi)部截面孔隙率進行分析,主要指標(biāo)有孔隙占比、孔隙長度、孔隙個數(shù)、聚集孔隙、粗大氣孔群等,用以評估內(nèi)部孔隙對于整個零件的危害程度是否滿足圖紙要求。

CT檢測孔隙率分析由于其非破壞性不僅可以替代常規(guī)的金相測試法,還可以幫助客戶滿足產(chǎn)品的前期設(shè)計開發(fā)階段、中期檢驗?zāi)>叩某善仿室约伴L期的質(zhì)量控制的要求。

3、裝配分析

使用工業(yè)CT可以不用拆卸,直觀了解產(chǎn)品的二維與三維局部整體、透視或截面分析圖,高效精que地呈現(xiàn)裝配件內(nèi)部組成及其裝配關(guān)系,便于視覺直觀分析個部件內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及裝配間隙公差等。

對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)配件,一次CT掃描可以完成DR初檢、任意切片檢查、三維內(nèi)部結(jié)構(gòu)重現(xiàn)等,大限度確保檢測結(jié)果的可靠性。

CT檢測能在保證樣品完整性的前提下,可以用于評估裝配工藝、找出裝配問題、協(xié)助樣品失效的分析以及輔助研發(fā)設(shè)計等。

4、尺寸測量

因物體型面復(fù)雜或客觀物理條件限制等原因會出現(xiàn)無法獲取的情況,CT技術(shù)能很好地應(yīng)對此類問題。區(qū)別于傳統(tǒng)的三坐標(biāo)檢測、影像儀等測量方法,CT尺寸測量優(yōu)勢在于產(chǎn)品的內(nèi)部尺寸檢測。它可以在不破壞樣品的前提下,對于工件的所有尺寸進行精que的測量,精度高、速度快。

5、數(shù)模比對

通過工業(yè)CT及分析軟件(VG)可以將CT數(shù)據(jù)與CAD數(shù)?;蛘逤T數(shù)據(jù)進行擬合,以直觀的顏色編碼對分析的結(jié)果進行可視化,不僅可以得到工件整體的偏差,還能得到感興趣區(qū)域的具體偏差值。并且可用各種參數(shù)規(guī)定公差,例如偏差(大、小、累積偏差)

對于物體型面復(fù)雜、內(nèi)腔結(jié)構(gòu)限制或者材料原因出現(xiàn)無法提取到內(nèi)部數(shù)據(jù)信息的光學(xué)掃描方法,CT檢測的優(yōu)勢在于可以對內(nèi)外部所有結(jié)構(gòu)的進行比對,且不太受材料吸光性等原因的影響。

6、壁厚分析

直接在CT數(shù)據(jù)上自動定位面積不足或壁厚過厚或過薄區(qū)域,尤其是內(nèi)部密閉空間的相關(guān)區(qū)域,可快速并精que地用顏色表征復(fù)雜零件壁厚的微小變化,也可以只對局部感興趣區(qū)域進行分析。

在壁厚分析模塊中,可用各種參數(shù)規(guī)定公差,例如厚度(大、小、平均值和偏差),并且還有強大的報告導(dǎo)出功能,可將圖像和文字以多種格式導(dǎo)出(例如 CSV、HTML、RTF 等)。

與傳統(tǒng)的超聲測厚儀或渦流測厚儀或者尺寸測量儀器進行壁厚分析相比,CT手段有以下優(yōu)勢:

1、不存在側(cè)頭可達性與法向找準的問題;

2、不受零件結(jié)構(gòu)的限制,尤其是內(nèi)腔復(fù)雜的尺寸,是鑄件壁厚分析可靠的、有效的、高精度的一種方法,傳統(tǒng)的三坐標(biāo)測量方法根本無法實現(xiàn)。

7、逆向工程

通過CT掃描,重建,導(dǎo)入分析軟件,從CT數(shù)據(jù)中提取表面信息,以STL格式生成表面數(shù)據(jù)文件,該文件可以導(dǎo)入到相應(yīng)的逆向分析軟件進行處理。

通過表面提取和三維重建技術(shù),可應(yīng)用于復(fù)雜零件的逆向工程技術(shù)(由零件實物-CT圖像-點云數(shù)模-多邊形數(shù)模-實體數(shù)模):

1、零件仿制、快速原型制造;

2、導(dǎo)入CAD/CAM軟件用于后續(xù)改良設(shè)計。

逆向工程技術(shù)通過實物和設(shè)計數(shù)據(jù)的對比,不僅可以檢測是否符合設(shè)計要求,還可以輔助設(shè)計、改良設(shè)計或仿制。

8、顯微分析

通過工業(yè)CT三維成像可以直觀顯示被檢材料內(nèi)部缺陷的位置、形狀、大小等參數(shù),可以通過后處理分析計算該復(fù)合材料孔隙率以及均勻性和纖維走向。

使用的纖維分析模塊,無論數(shù)據(jù)集規(guī)模大小,都可以處理;在整體或部分零部件分析中,模塊即可以展示出很小的材料樣品的個別纖維,也可以單獨展示像粗砂這樣更大的結(jié)構(gòu);可以根據(jù)用戶的需求及CT掃描的規(guī)模,提供零件內(nèi)部的細節(jié)信息。可計算出:局部纖維取向、局部纖維含量、整體纖維取向分布、整體纖維含量以及單體纖維分割及纖維參數(shù)計算。

由于復(fù)合材料很脆在應(yīng)力作用下的失效通常是由幾十微米的小缺陷引起的,故細小缺陷或孔隙都需要引起重視,如分層、氣孔、夾雜、疏松、鉆孔的損傷、裂紋以及界面分離等缺陷。

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