内部快速检测

作者:卡尔蔡司(上海)管理有限公司 文章来源:MM《现代制造》 点击数:636 发布时间:2017-10-20
从前,只要是在不损伤工件的情况下能够观测工件内部状况,操作人员就已经很满足了,不过这样的日子一去不返了。在这篇文章中,蔡司工业计量集团计算机断层扫描技术销售及产品管理部门的负责人Ralf Benninger介绍说,现在只要涉及计算机断层扫描技术(Computer Tomographs,简称CT)在工业上的应用,则速度和灵活性成为所有关注的重点。
内部快速检测

与医用计算机断层扫描设备一样,工业用测量机也是利用X射线从各个方向对物体进行照射,这样就会生成所扫描物品的3D模型。现在可以利用检验和测量技术对这些模型进行分析,利用之前生成的测试方案在维度上对工件进行评估,自动生成的测试报告使操作人员能对工件质量做定量判断。名义值与实际值的对比,让操作人员对工件的尺寸和几何精度有全面的把握,提供了又一个机会。零件的实际模型会自动与CAD数模进行比对,偏差会以彩色显示出来。评价零件实际模型数据时,操作人员也能看到材料结构并对由于工件内部的孔、腔或其他缺陷对可操作性是否造成损伤作出判断。尽管有这些优点,但由于不同于医学领域的应用,工业上所分析的物品在生产上千差万别——尺寸和材料特性都有很大差异,因此电脑断层扫描技术在工业界的应用,只有几年的历史,所以这就对开发工程师的要求非常高。

电脑断层扫描装置的开发动力

图像的质量,最终取决于使用何种强度的X射线扫描了何种材料。比如:因为塑料与金属材料相比,密度相对较低,因此针对塑料元件设计的电脑断层扫描装置使用相对低的加速电压。通过对比:在铸造车间,由铝或镁制成的铸件上的微孔、腔或裂缝,用加速电压较高的机器进行检测。但随着新材料的不断发展,以及由不同材料制成的混合工件的生产规模不断增大,应用上述机器做检测,清晰度就已然不够了。

Benninger说,如今企业所需要的机器,用途越灵活越好。这也意味着测量范围要有更大的调节空间,还有另一种开发要素推动了电脑断层扫描技术向前发展,即:生产加工变得越来越快,检测技术必须紧随发展。换句话说:工业界需要,也想要速度更快、用途更灵活的机器。

持续的诉求

ZEISS METROTOM 800使用130 kV的X射线电压,于2009年上市,是为满足塑料和注塑模具行业的需求而量身打造。极小的焦点使探测器上有锐利的投影图像。大约三百万像素的高分辨率X射线探测器,确保了高度的细节识别能力。测量精度为4.5 µm+L/100。从Benninger的经验来看,这些值意味着ZEISS METROTOM 800非常适合塑料行业使用:“利用ZEISS METROTOM 800,企业会节省大量时间,尤其是开发注塑模具的时间。根据我们的经验,用在模型优化上的时间,可减少80%。”为了扩展这种经过实践检验的机器的应用领域,ZEISS已经开发了更强大的系列机器。

更快更灵活

我们的行动效果立现,现在企业就能使用具有225 kV电压的X射线管的ZEISS METROTOM 800了。新设计的机器,功率大幅提高,从39 W提升到了500 W,立即带来了更多的优势。机器的性能得到强化,因此能毫无困难地扫描混合材质的金属元件,比如说,扫描混合工件。“机器应用范围的显著扩展,保证了这项投入能经得起时间的考验。”Benninger说。使得该机器更具吸引力的是,它还有其他的优势:优化性能意味着,元件扫描要显著快于ZEISS METROTOM 800/130 kV。Benninger认为这种功能,进一步增强了企业的竞争能力。

多样化应用的理想选择

操作人员也对新开发ZEISS METROTOM 1500/225 kV上配备的组件信息有所了解,其可完全取代该系列的前代机型。“压铸元件的厂商会对这机器背后的创新特别感兴趣。”Benninger说。和前代机型不一样,因为ZEISS METROTOM 1500/225kV采用了新的测量Z轴,使其可扫描尺寸大得多的元件。元件的最大高度以前是300 mm,现在是700 mm。工作体积的增大,归功于两大创新。首先,现在工件可升高和降低400 mm,而非仅150 mm。其次,一个模型中可合并多种扫描。工业上的巨大进步:工件,比如说转向柱,还有其他较大的铸件,如今可利用电脑断层扫描进行无损检测。缩短初始取样的时间,加快新车生产的工艺优化过程,这些都是来自工业界的重要需求。

看看ZEISS METROTOM的内在品质

即使两种新机器都安放在测量实验室里,并针对X射线具有全防护罩,操作人员站到CT机的前面,或者在不同的工作站上就能看到断层扫描装置的内部构造。为了能看到机器内部,蔡司在每台机器上都安装了摄像和监控装置,摄影图像能在计算机重建中显示出来,从而进行测量。在工作站上进行测量的预备工作时,操作人员可确保元件和探测器、探测管之间不会有冲突。当然在测量实验室外面的别的计算机上也能够看到这些摄影图像,因而对操作人员来说不仅可以节约大量时间且应用极具便利性。“操作人员在对可用的机器测量能力进行检查的同时,还能够更快地作出报告并更快地执行他们的测量需求。”Benninger说。