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更新时间:2026-01-25
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是任何计算机辅助断层扫描的过程,通常是X射线计算机断层扫描,它使用辐射来产生被扫描物体的三维内部和外部表示。工业CT扫描已经在工业的许多领域中用于部件的内部检查。工业CT扫描的一些关键用途是缺陷检测、故障分析、计量、装配分析和逆向工程应用。就像医学成像一样,工业成像包括非断层摄影术(工业射线照相术)和计算机断层摄影术(计算机断层扫描)。
线束扫描是工业CT扫描的传统过程[3]。X射线产生,射线束被准直形成一条直线。然后,X射线束在零件上平移,数据由探测器收集。然后重建数据以创建零件的三维体绘制。
在锥束扫描中,将要扫描的零件放在旋转台上[3]。当零件旋转时,X射线锥束会产生由探测器收集的大量二维图像。然后对二维图像进行处理,以创建零件外部和内部几何图形的三维体绘制。
1972年,戈弗雷·豪恩菲尔德(Godfrey Hounsfield)发明了用于医学成像的CT扫描机,从而引入了工业CT扫描技术。这项发明为他赢得了诺贝尔医学奖,他与艾伦·麦克劳德·科马克(Allan McLeod Cormack)分享该奖[4][5]。除了主要用于医疗领域的视觉检查(医学CT扫描)之外,CT扫描的许多进展还使其在工业计量领域得到应用。
各种检查用途和技术包括零件与CAD的比较、零件与零件的比较、装配和缺陷分析、空隙分析、壁厚分析和CAD数据的生成。CAD数据可用于逆向工程、几何尺寸和公差分析以及生产零件的批准[6]。
使用CT最公认的分析形式之一是用于装配或视觉分析。CT扫描无需拆卸,便可提供了功能位置的部件内部视图。一些工业CT扫描软件程序允许从CT数据集的体绘制中进行测量。这些测量对于确定组装零件之间的间隙或单个特征的尺寸非常有用。
传统上,确定物体内的缺陷、空隙和裂纹需要进行破坏性测试。CT扫描可以在不损坏零件的情况下检测内部特征和缺陷,并以三维形式显示这些信息。工业CT扫描(三维 X射线)用于检测零件内部的缺陷[7],如孔隙度、夹杂物或裂纹[8]。
由于冷却过程、厚壁和薄壁之间的过渡以及材料特性,金属铸造和模制塑料部件通常容易出现气孔。空隙分析可用于定位、测量和分析塑料或金属部件内部的空隙。
传统上,在没有进行破坏性测试的情况下,人们只能对部件的外部尺寸进行全面计量,例如使用坐标测量机(CMM)或视觉系统来绘制外表面。内部检查方法需要使用组件的二维 X射线检测或进行破坏性测试。工业CT扫描允许完全无损计量。3D打印具有无限的几何复杂性,允许在不影响成本的情况下创建复杂的内部特征,这些特征不能使用传统的CMM进行检测。第一个3D的人工制品使用计算机断层扫描对形状特征进行了优化[9]。
基于图像的有限元方法将来自X射线计算机断层扫描得到的三维图像数据直接转换成网格,以用于有限元分析。这种方法的好处包括模拟复杂的几何结构(如复合材料)或在微观尺度上精确模拟“制造”的部件[10]。
伍兹,苏珊。三维CT检查提供了显微艺术的全景. ,2010年11月1日。.
Hofmann,j .,Flisch,a .,Obrist,a .,工业X射线计算机断层摄影应用中基于自适应CT扫描网格的优化方法。无损检测与评价国际(37),2004,第271-278页。.
佐凡,巴赫曼。“三维显微断层扫描——一种强大的工程工具”。三维扫描技术。2010年7月5日。.
诺埃尔,朱利安。“CT在工业零件三维扫描中的优势”。2010年8月18日。.
“通过工业计算机断层扫描降低生产前检查成本。”《全球微制造技术行业微制造杂志》,2010年8月。.