汽車工業中的CT掃描技術
人們通常所說的CT實際上就是指X射線CT,即“X射線電子計算機掃描術”,如今這種技術已經廣泛應用于臨床,成為診斷疾病的重要手段。X射線是醫用CT和工業CT的基礎。早在2003年,德爾福公司就在考慮將醫學領域中使用的CT計算機掃描技術應用到汽車工業領域中。研發人員想利用X光掃描技術對汽車零部件進行數字化分析,并將工件掃描得到的數據與CAD設計數據進行比較,在計算機的屏幕上進行質量分析和制造公差的檢驗。
4年時間過去了,工程師們幾乎實現了預定的目的。第一臺計算機CT掃描設備已于2005年投入使用,并已經成為汽車連接技術重要的研發工具,在德爾福公司的三大領域中有著廣泛地應用:即模具制造的優化;設計與工件的可視化對比,復雜幾何尺寸的測量;利用X射線揭示隱藏的運動過程。
X射線掃描被測樣件,首先形成“普通”的X光照片,然后合成為三維的點狀數據群。該CT掃描圖像是被測工件與三維數據相互比較的基礎,最后,圖像單獨作為設計數據
應用計算機CT掃描技術可以進行非常有效的測量,而測量也是這種技術最重要的功能。經驗證,CT掃描技術不但能夠滿足汽車連接技術中典型的測量任務(尺寸測量、材料檢驗),并且還有著很好的可重復性能和可再現性能。根據德爾福公司的報告,CT掃描技術的應用將使產品研發過程中復雜零件的檢測從3~4周縮短到幾天,這將是測量技術和質量檢驗技術的一次革命;同時,CT技術在掃描工件的同時就可以把數字化信息數據保存起來。因此,在上述檢測中,費時費力的書面檢測記錄也將被完全省略。除此以外,德爾福公司還保證該技術可以在全球的企業中作為標準而實施,有優秀的開放性。
8~12mm厚的鉛板阻止了X射線的外泄。在掃描室內利用CT 1400掃描設備每旋轉1周生成1幅清晰度為7μm的圖像
與計算機的性能類似,工業CT掃描設備的X射線功率也相當大,電壓需求為225 kV,明顯高于醫用CT設備的60 kV。利用這一功能強大的CT掃描設備,德爾福公司可以對厚度為40mm的鋼制工件或者鋁質工件進行掃描,外圍用一塊重量接近10t的鉛板來防止掃描室內的X射線發射到外界。另外,重達6t的花崗巖床身也降低了外界環境的影響:該設備減少了震動對其自身的影響,保證了掃描過程中各個坐標軸方向運動的精確度。如此大重量的設備雖然可以固定在德爾福公司烏帕塔爾市的生產廠中,但也有其缺點:設備無法移動。因此只能在幻燈片或者影片中看到它們的身影了。
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