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    用工业CT扫描技术降低产品试制检测成本

    放大字体  缩小字体 发布日期:2022-09-09 08:11:48    来源:本站    作者:标准件之家    浏览次数:976
    导读

    工业用计算机X射线断层成像(CT)扫描是一种新兴检测技术,它为大幅降低产品试制检测成本,以及在三维无损检测中快速而准确地分析工件内部缺陷提供了可能。传统的无损检测技术只能用于检测零件和装配产品的外部几何形状。如果需要检测一个结构非常

    工业计算机X射线断层扫描是一种新型的检测技术,它使得在三维无损检测中大幅度降低产品试制的检测成本,快速准确地分析工件内部缺陷成为可能。传统的无损检测技术只能用于检测零件和装配产品的外部几何形状。如果需要检测一个结构非常复杂的部件,传统的检测方法需要用夹具夹住工件建立特定的测量基准,用坐标测量机的触发测头及时完成整个检测过程,或者使用视觉测量系统对工件外表面进行测绘。过去,一些工件的内部检查方法需要二维X射线扫描或破坏性检查方法。工业CT扫描的基本形式类似于医学CAT扫描,但现在这种CT技术正在被用来扫描各种工业零件,而不是人体。医用CAT扫描主要用于可视化,而工业CT扫描不仅需要可视化,还需要测量。工业CT扫描是二维X射线图像交织形成工件内外三维图像的过程。由于X射线扫描,易碎部件可以在自由状态下进行检查,无需夹紧。因为不需要施加测量力和夹紧工件,所以可以确保工件在被检测时处于其自然位置。扫描后,重建数据,然后使用CT CAD软件对数据进行处理,从而实现零件与CAD模型的比较,GD & ampt分析、零件之间的比较、成分/缺陷分析、孔隙分析和壁厚分析,并生成逆向工程所需的CAD数据。有了这款CAD软件,初学者可以轻松获取层析成像的数据,开启/关闭内部元件的密度扫描、根据密度值进行颜色编码、测量等功能。工业CT扫描的类型目前基于X射线的商用工业CT扫描系统有两种基本类型:扇束型和线束型。扇形CT扫描系统工作时,放置在旋转工作台上的工件绕其垂直轴旋转,同时在垂直截面上进行X射线断层扫描。这种系统对工件分析的精度较高,但对待测工件的尺寸和密度有一定的限制(尺寸小于12立方英寸,密度小于8g/cc)。根据X射线路径长度和工件密度的不同,工业CT扫描系统的精度和扫描分辨率也不同。一般来说,扇束CT扫描系统的分辨率范围为10-300微米,精度范围为3-25 m。这种系统的价格从25万美元到120万美元不等。价格差异大的原因是其扫描分辨率、可测量工件的最大尺寸、最大密度的扫描值不同。扇形CT扫描系统的平均扫描时间约为1-3小时,分析每个工件的CT数据的后处理时间约为1小时。线性CT扫描系统工作时,扫描在旋转工作台上旋转的工件的水平截面,然后以几个预设的垂直增量重复扫描过程。一般来说,这类系统的精度水平低于扇束扫描系统,主要适用于检测尺寸较大和/或密度较高(尺寸小于39立方英寸,密度小于16g/cc)的零部件。线束CT扫描系统的分辨率范围为150-1000微米,测量精度不一。通常,这种系统的价格从50万美元到500万美元不等。线性CT扫描系统的扫描时间从3小时到24小时不等,主要受所需扫描分辨率的影响。由于设备重量和所需X射线许可证的限制,工业CT扫描技术不具有便携性。工业CT扫描的应用(1)孔隙分析在厚壁塑料件、注塑件或复合材料的无损检测中,用于确定内部孔隙的大小和位置。该分析功能还可以用于识别玻璃纤维填充的树脂材料中的长纤维和短纤维的内部纤维取向。(2)壁厚分析主要用于吹塑和包装行业。在复杂零件的无损检测中,可以快速准确地测量壁厚的微小变化。(3)扫描生成的CAD数据后,int 通过提供打印工件内部特征和外表面几何形状的数据,该功能也可用于3D打印和成形。(4)组件/缺陷分析用于分析接合或紧固在一起的内部组件。通过根据密度值进行颜色编码,很容易检测到装配中先前隐藏的零件,并找到匹配的缺陷和作用零件。(5)零件对零件比较分析用于将两个扫描的零件放在一起进行比较,如两种不同工艺加工的零件,以前生产的零件和新零件,或在两种不同加工设备上生产的同种零件。通过这种比较,可以很容易地识别零件之间的差异,从而缩短昂贵的加工时间,或者被用来验证某个过程。(6)零件和CAD模型的比较分析用于将扫描的零件与其CAD设计数据进行比较。通过这种比较,本地或国外生产的产品的首件分析可以比传统方法快得多。通常首件试制时,检测仪器还没有制造出来,通常需要首件试制后一个月的时间来编写零件的CMM检测程序。工业CT扫描可在首件试生产后进行几天内完成零件与其CAD模型的快速对比分析。通过在首件试制后掌握零件与CAD对比分析结果,就能大大降低修改模具、试验性加工和后续试制的成本。    (7)几何尺寸与公差(GD&T)分析    用于和零件与CAD模型对比功能相结合,同时对许多预先确定的几何尺寸与公差(GD&T)数据点进行分析,以满足生产零件批准程序(PPAP)的要求。在从首件试制到批量生产的过程中,这种分析功能非常有用,并具有很高的成本效益,可以大幅降低多型腔零件的检测成本。一旦为CT数据集制定了最初的GD&T规划,就能对所有的GD&T数据点进行快速转换,并将其应用于随后的零件扫描。    除了塑料行业以外,主要的汽车制造商、各级供应商和模具制造商也能从工业CT扫描技术的上述分析功能中受益。
     
    (文/标准件之家)
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