Forbedret røntgencomputertomografi til kvalitetskontrol af avancerede fremstillede dele

En konsekvens af avancerede produktionsteknologier er, at nogle interne strukturer har tendens til at være utilgængelige, og kvalitetskontrol er derfor nødvendigvis ødelæggende. Dette er klart problematisk for produkter med høj værditilvækst, hvor kunderne ikke desto mindre forventer pålidelighed og certificeret kvalitet. Computertomografi (CT) er blevet udråbt som et svar, at synliggøre interne strukturer og desuden kombinere dimensionel metrologi og materialefejlsanalyse. Imidlertid, teknologien har sine begrænsninger.

Det EU-finansierede INTERAQCT-projekt skabte et forskningsmiljø, at udnytte et bredt kompetencesæt til at forbedre den industrielle røntgen-CT-arbejdsgang. Blandt andre succeser, de 15 forskere forbedrede verifikationsprocedurer for accepttest af nyt CT -udstyr, forbedret en metode til at bestemme fejljusteringer i CT-systemer (inklusive softwarekompensation, reducerede målefejl) og udnyttede CT's kraft til at minimere porøsitetsdannelse i 3-D-printede dele.

Mod ikke-destruktiv testning

Innovative fremstillingsteknikker har muliggjort en række ønskværdige egenskaber for komponenter med høj værdi, såsom høj tilpasningsevne (f.eks. til implantater) og lav vægt (f.eks. til rumfartsindustrien), til lavere omkostninger og med øget effektivitet. Imidlertid, tager eksemplet med 3-D-print, INTERAQCT-projektkoordinatoren professor Wim Dewulf påpeger, "Dele har ofte komplekse indre strukturer for at kombinere høj styrke og stivhed, med lav vægt. Da disse ikke er tilgængelige for konventionelle kvalitetsinspektionsinstrumenter, de kan kun inspiceres ved at blive åbnet destruktivt, hvorefter delen skal laves igen, forhåbentlig med samme kvalitet."

computertomografi (CT) tager røntgenbilleder af et objekt fra en række forskellige perspektiver, kombinerer dem derefter for at konstruere en 3D-model af objektet. Ved at bruge røntgenstråler kan producenterne også rekonstruere objektets indre. Ved at sætte dette ind i en kontekst siger professor Dewulf begejstret, "Røntgen-CT åbner et hidtil uset væld af muligheder for ikke-destruktiv kvalitetskontrol, for eksempel kan vi nu måle dimensionerne af komplekse interne strukturer, vi kan kontrollere, om fibrene inde i en komposit er korrekt orienteret, og vi kan opdage interne materialefejl, såsom revner og porer. Vi kan endda gøre alle disse på samme tid."

At bidrage til CT-arbejdsgangen, herunder forbedringer af effektiviteten af ​​CT-udstyret, CT-software, Ikke-destruktiv testning, dimensionel metrologi, additiv fremstilling, mikro-fremstilling og komposit-fremstilling - nødvendiggjorde et stærkt tværfagligt team. De udvalgte forskere repræsenterede en bred vifte af ekspertise, der omfattede fysik, dimensionel metrologi, materialevidenskab, præcisionsteknik, og produktionsteknik, grænseoverskridende europæisk industri, den akademiske verden og de nationale metrologiinstitutter.

Støtte drivkraften i den europæiske økonomi

I de senere år har der været et fremstød for en europæisk industriel renæssance, på baggrund af stigende outsourcing af masseproduktion til lavere lønøkonomier. Bestræbelser på at sikre og styrke denne konkurrenceevne vil drage fordel af et skift i fokus fra en omkostningsbaseret konkurrencefordel til at levere efterspørgselsdrevne kundetilpassede produkter af høj kvalitet.

Mens innovative produktionsteknologier er nøglen til dette, Udbredt accept er afhængig af tilgængeligheden af ​​teknikker, der kan bekræfte deres kvalitet. Som professor Dewulf reflekterer, "Dette er fortsat en stor udfordring, da kvalitet afhænger af interne strukturer og funktioner, der ikke kan inspiceres med konventionelle midler. Ved at forbedre røntgen-CT-baseret kvalitetsinspektion, INTERAQCT har bidraget til en øget accept af disse nye fremstillingsmetoder i industrien."

På trods af forbedringer i højkvalitets CT-scanninger, de udføres stadig stort set offline, kræver ekspertinput, når en ny geometri scannes. INTERAQCT -teamet arbejder i øjeblikket på at realisere parat til industriel CT ved at gøre det hurtigt, autonom, robust og fuldt integreret. Som professor Dewulf konkluderer, "Visionen er at integrere CT i et produktionsmiljø på en måde, der tillader 100 procent kvalitetskontrol af alle fremstillede dele, og at bruge alle CT-scanningsdata til automatisk at tilpasse og forbedre produktionsprocessen."