Khả năng “nhìn xuyên thấu” một vật thể rắn từng được cho là công cụ của tương lai, hoặc sức mạnh thuộc về Siêu nhân – nhưng công nghệ hiện nay ở đây, ngày càng phổ biến và dễ tiếp cận hơn bạn có thể nghĩ.
Cho đến gần đây, công nghệ chụp CT mới chỉ được sử dụng trong các cơ sở y tế. Trong vài năm qua, nó đã tìm thấy một ngôi nhà mới trong thế giới sản xuất và đang mở ra vô số cơ hội chưa từng có trước đây.
CT, hoặc Chụp cắt lớp điện toán , hiện nay thường được sử dụng trong các cơ sở đo lường công nghiệp khác nhau , cả trong phòng thí nghiệm và trực tuyến hoặc nội tuyến để đánh giá sản phẩm và đánh giá tính toàn vẹn của bao bì. Ưu điểm chính là nó cho phép kiểm tra cấu trúc bên trong của một bộ phận hoặc chức năng đóng gói của gói mà không gây ra bất kỳ tổn hại hoặc phá hủy nào đối với bản thân các đối tượng.
Máy quét CT công nghiệp sử dụng cùng loại công nghệ như máy quét CT trong bệnh viện và văn phòng bác sĩ – lấy nhiều kết quả đọc từ nhiều góc độ khác nhau và chuyển đổi hình ảnh thang xám CT thành các đám mây điểm 3 chiều dựa trên voxel. Khi máy quét CT tạo ra đám mây điểm , một chuyên gia có thể tạo bản đồ so sánh giữa CAD với các bộ phận, xây dựng mô hình 3D của bộ phận hoặc thiết kế ngược bộ phận cho phù hợp với nhu cầu của họ. Trong thế giới đóng gói, đặc biệt là những nơi có liên quan đến dược phẩm hoặc sản phẩm cá nhân, khả năng này là tối quan trọng. Quét nội tuyến tốc độ caoVí dụ: có thể kiểm tra niêm phong trên chai thuốc để đảm bảo chất lượng kín khí, trong khi quét trực tuyến hoặc trong phòng thí nghiệm có thể so sánh ngay lập tức một sản phẩm được sản xuất với chương trình CAD theo nhiều cách khác nhau.
Máy quét công nghiệp cung cấp vô số lợi thế, chẳng hạn như: có được cấu trúc bên trong của một vật thể mà không bị phá hủy, xác nhận kích thước bên trong cực kỳ chính xác, cho phép so sánh với các mô hình tham chiếu, không có vùng bóng mờ, khả năng tương thích với mọi hình dạng và kích thước, không phải xử lý hậu kỳ và hình ảnh độ phân giải cực cao.
Một số ứng dụng phổ biến nhất của 3D và hiện nay là quét CT trong các ứng dụng đo lường công nghiệp bao gồm:
- Kỹ thuật đảo ngược – quá trình thực hiện các phép đo của một bộ phận hoặc đối tượng hiện có, sau đó tạo ra một bản sao CAD chính xác. Công nghệ này cực kỳ hữu ích, khi bạn có một bộ phận hoặc vật thể được sản xuất, nhưng không phải là bản in hoặc dữ liệu thiết kế ban đầu.
- Đo không tiếp xúc – quá trình ghi lại hình dạng của các đối tượng hiện có thông qua việc sử dụng máy quét 3D giống như máy ảnh phát tia laze.
- Đo liên lạc – một phương pháp thu thập các điểm đơn lẻ so với nhau. Có nhiều giải pháp cho phép đo tiếp xúc và nói chung có hai loại giải pháp hệ thống được sử dụng với CMM di động: 1) Để thu thập thông tin cục bộ hoặc khối lượng nhỏ, các nhánh số hóa hoặc khớp nối được sử dụng, 2) Đối với các dự án khối lượng lớn hơn, các giải pháp quang học bao gồm máy theo dõi laser và đơn vị đo quang.
- Quét phạm vi xa – để có ảnh chụp nhanh 360 ° 3D chi tiết về cấu trúc, cây cầu, lô đất, nhà máy hoặc quy trình hoạt động với độ chính xác đến từng milimet.
- Các xưởng rèn nghệ thuật – hơi bất thường đối với thứ được cho là sản phẩm công nghiệp, nhưng hàng trăm bảo tàng nghệ thuật, đại lý và nhà đấu giá sử dụng phương pháp quét mỗi năm để xác nhận các tác phẩm nghệ thuật, cũng như tính toàn vẹn về cấu trúc của tác phẩm điêu khắc.
- Mô hình để sản xuất gia công – ở đây một lần nữa, các nghệ sĩ thường sẽ có các mô hình của họ, dù là thời trang hay con người, được quét kích thước trước khi đúc tượng bằng đồng hoặc sản xuất một dòng quần áo thời trang cao cấp.
Các thiết bị hình ảnh 3D và máy quét tầm xa này phục vụ nhiều ngành công nghiệp và giúp đảm bảo rằng chúng đang thực hiện mức độ thử nghiệm và độ chính xác cao nhất có thể. Một số ngành công nghiệp đa dạng hiện đang sử dụng công nghệ này và các mục tiêu được tìm kiếm là:
- Sản xuất – để kiểm tra nội bộ các bộ phận và để đảm bảo rằng một bộ phận đáp ứng các thông số kỹ thuật; điều này bao gồm các bộ phận được đúc, đúc, rèn hoặc chế tạo bằng kim loại, nhựa, polyme, vật liệu tổng hợp và thậm chí cả các sản phẩm in 3D
- Sản xuất điện / hạt nhân – có thể quét các khu vực phức tạp, khó tiếp cận và nguy hiểm của nhà máy điện hạt nhân hoặc cơ sở phát điện thông thường để căn chỉnh đường ống, tính toàn vẹn của lò hơi, độ ổn định của tòa nhà ngăn chặn và hơn thế nữa
- Y tế – thiết bị & thiết bị, cấy ghép, chỉnh hình & bộ phận giả; Ví dụ, khớp gối một lần có thể được so sánh chính xác với chương trình CAD ban đầu cũng như MRI của bác sĩ về độ chính xác
- Ô tô & hàng không vũ trụ – cho phép các kỹ sư thực hiện thử nghiệm ảo đối với máy móc, giúp hiểu được các lỗi hỏng hóc, hoạt động như một công cụ nghiên cứu và phát triển để phân tích cấu trúc, mô phỏng phản ứng
- Nghệ thuật – trong việc phát hiện các đồ rèn và tính toàn vẹn của tác phẩm điêu khắc
- Đúc kim loại – để kiểm tra bọt khí và độ xốp tổng thể
- Thực phẩm – để kiểm tra nội dung và tính toàn vẹn của bao bì
- Ngành công nghiệp nhựa – để kiểm tra chất lượng, phân tích độ dày thành và độ xốp
- Moldmaking – cung cấp một công cụ kiểm tra và đo lường mạnh mẽ để xác nhận các khuôn phun chính xác và kiểm tra tính toàn vẹn của cấu trúc của một bộ phận
Có rất nhiều kiểu dáng và kích thước thiết bị quét công nghiệp có sẵn để phù hợp với các loại ứng dụng khác nhau. Các thiết bị siêu nhỏ trong kiểu mặt bàn cho phòng thí nghiệm sử dụng cho đến các mô hình sàn cấp công nghiệp hoàn chỉnh để sử dụng trong nhà máy hoặc trong quá trình, đến các thiết bị đo cầm tay có thể được sử dụng trên sàn cửa hàng hoặc ngoài hiện trường, tất cả đều có sẵn ngày nay, thường là từ một nhà sản xuất hoặc một tổ chức dịch vụ, để sử dụng theo hợp đồng một lần, với các thỏa thuận thuê hoặc thuê để mua là tùy chọn. Ví dụ, nhiều khách hàng đã sử dụng dịch vụ của chúng tôi, sau đó đã mua thiết bị và đào tạo thêm hệ thống đo lường cao cấp này để tăng cường CMM bên trong hoặc phòng thí nghiệm thử nghiệm của họ. Trong trường hợp các cơ sở sản xuất lớn hơn, chúng ta thường thấy ngày nay phép đo được tích hợp vào dây chuyền để phân tích tức thì các bộ phận, cho dù được đúc, dập, hàn hay chế tạo khác,
Máy quét CT điển hình cung cấp một loạt các khả năng và tính năng đo lường. Kích thước bắt đầu với các mẫu máy tính để bàn nhỏ đáp ứng các nhu cầu khắt khe nhất và đo chi tiết 3D nhỏ nhất từ 0,25µm . Chúng có thể được trang bị các công suất tia X khác nhau, từ 160kV cho độ phân giải nanomet thông qua 225 kV, 320 Watts đến công suất cao nhất 300 kV, 320 Watts .
Máy quét lớn hơn có sẵn để thu thập dữ liệu CT cực nhanh trên các phôi gia công có đường kính lên đến 500 mm và chiều cao 600 mm, nặng tới 50 kg (110 lbs.). Các chức năng điển hình được thực hiện trên loại hệ thống này có thể bao gồm phân tích 3D của một cánh tuabin được quét, phân tích thể tích độ rỗng khi rót tự động trên vật đúc nhôm và các phép đo 3D với các so sánh CAD thực tế trên một đầu xi lanh nhôm được gia công.
Tương lai của quét công nghiệp có khả năng vô hạn, đặc biệt là khi kết hợp với in 3D hoặc các phương pháp sản xuất phụ gia khác. Khi những cải tiến được thực hiện trong công nghệ và hiệu suất và chi phí tiếp tục giảm, ngành công nghiệp quét công nghiệp đang chuẩn bị cho sự phát triển bùng nổ trong 5-10 năm tới.
Tác giả: Dean Solberg Đồng sáng lập Exact Metrology
Để biết thêm thông tin: www.exactmetrology.com
Bình luận