汽車工業(yè)中的CT掃描技術(shù)
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(shù)”,如今這種技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床,成為診斷疾病的重要手段。X射線是醫(yī)用CT和工業(yè)CT的基礎(chǔ)。早在2003年,德爾福公司就在考慮將醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中使用的CT計算機掃描技術(shù)應(yīng)用到汽車工業(yè)領(lǐng)域中。研發(fā)人員想利用X光掃描技術(shù)對汽車零部件進(jìn)行數(shù)字化分析,并將工件掃描得到的數(shù)據(jù)與CAD設(shè)計數(shù)據(jù)進(jìn)行比較,在計算機的屏幕上進(jìn)行質(zhì)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(xiàn)了預(yù)定的目的。第一臺計算機CT掃描設(shè)備已于2005年投入使用,并已經(jīng)成為汽車連接技術(shù)重要的研發(fā)工具,在德爾福公司的三大領(lǐng)域中有著廣泛地應(yīng)用:即模具制造的優(yōu)化;設(shè)計與工件的可視化對比,復(fù)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(shù)據(jù)群。該CT掃描圖像是被測工件與三維數(shù)據(jù)相互比較的基礎(chǔ),最后,圖像單獨作為設(shè)計數(shù)據(jù)
應(yīng)用計算機CT掃描技術(shù)可以進(jìn)行非常有效的測量,而測量也是這種技術(shù)最重要的功能。經(jīng)驗證,CT掃描技術(shù)不但能夠滿足汽車連接技術(shù)中典型的測量任務(wù)(尺寸測量、材料檢驗),并且還有著很好的可重復(fù)性能和可再現(xiàn)性能。根據(jù)德爾福公司的報告,CT掃描技術(shù)的應(yīng)用將使產(chǎn)品研發(fā)過程中復(fù)雜零件的檢測從3~4周縮短到幾天,這將是測量技術(shù)和質(zhì)量檢驗技術(shù)的一次革命;同時,CT技術(shù)在掃描工件的同時就可以把數(shù)字化信息數(shù)據(jù)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(shù)可以在全球的企業(yè)中作為標(biāo)準(zhǔn)而實施,有優(yōu)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(nèi)利用CT 1400掃描設(shè)備每旋轉(zhuǎn)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(yè)CT掃描設(shè)備的X射線功率也相當(dāng)大,電壓需求為225 kV,明顯高于醫(yī)用CT設(shè)備的60 kV。利用這一功能強大的CT掃描設(shè)備,德爾福公司可以對厚度為40mm的鋼制工件或者鋁質(zhì)工件進(jìn)行掃描,外圍用一塊重量接近10t的鉛板來防止掃描室內(nèi)的X射線發(fā)射到外界。另外,重達(dá)6t的花崗巖床身也降低了外界環(huán)境的影響:該設(shè)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(biāo)軸方向運動的精確度。如此大重量的設(shè)備雖然可以固定在德爾福公司烏帕塔爾市的生產(chǎn)廠中,但也有其缺點:設(shè)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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