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。
据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。
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