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计算机断层扫描技术什么时候将成为主流?
2017-10-26 10:10:34

   计算机断层扫描技术(CT)自70年代开始用于医疗技术,并从90年代起在工业领域用作非破坏性检测方法。目前,该技术又前进了一步,提供了一个相对较新的高精度三维测量应用领域。计算机断层扫描技术是一项前所未有的技术。无论相关特征是从外部可以涉及还是隐藏在对象内部,通过该项技术完全能够探测和测量三维几何结构。

  每个第一次使用现代化计算机断层扫描技术三维测量、逆向工程或无损检测数据的人,都会对数据的质量和完整性感到震惊。特别是使用触觉或光学系统的点云进行工作时,由于不可访问的结构、弹性变形或透明的材料,很多细节都丢失了。计算机断层扫描技术则没有这些问题。

  使用CT数据进行逆向工程工作的大多数用户都无法想象再回到自己的老方法。这也适用于通过注塑或生成式生产复杂塑料件和使用CT扫描作为初始采样或生产件验收方法基础的厂家。然而,对于计算机断层扫描技术三维测量的接受进度仍然很慢。这就提出了一个问题,需要多长时间,计算机断层扫描技术才能成为主流。

计算机断层扫描技术的杀手级应用

  正如历史表明的那样,从既定的测量方法,传统的坐标测量机到光学扫描仪,其发展历程完全相同。在被接受之前需要经历一段时间。人们对新技术有哪些可能性没有足够的了解,因此他们害怕未知的事物。计算机断层扫描技术更是如此,因为它与辐射有关,所以经常被误解。

  另一个重要因素是CT系统的价格。如果系统能更便宜的话,可能会更有销路。因此,新技术必须提供其他系统所没有的功能,才能在一个相对较高的价格下,让精通技术的初次采用者感兴趣。这些新技术的第一批用户提高了销量,使较低的价格和普遍接受成为可能。

  目前存在不使用计算机断层扫描技术而无法解决的应用情况。所谓的杀手级应用包括例如复杂的电气连接(由塑料外壳和金属针构成)、精确定位的带小孔的柴油喷油嘴和带内部冷却的超级合金涡轮叶片。可以做些什么来改善CT系统的功能并实现快速的投资回报?可以给购买以充分的理由,让购买量螺旋上升,从而实现更高的销售件数以及对所有人来说更低的价格。

安全性包括其中

  CT系统存在不能改变的基本限制。一个重要的因素是,根据工件的材料和厚度要求一定量的X射线能量。这意味着测量对象越厚、越密集,则要求更高的X射线能量。

  当然,必须保护用户不受X射线伤害。WENZELexaCT工作站满足根据X射线条例严格规定对全面保护设备的要求。使用时对人体绝对无害。因此,计算机断层扫描技术装备了一个安全的铅屏蔽层,这也是成本比较贵的一个重要因素。

  重要的是要知道,整个CT系统的价格增加与X射线源功率的增加是不成比例的。一个积极的应对方法是制造安放面积更小的机器。它符合节省空间的exaCT计算机断层扫描技术的特征,且相对其他系统它占地面积极小。这增加了吸引力并降低了制造成本。另一种方法,从X射线源产生更多功率。这可以通过软件实现。

智能软件解决方案

  通过智能软件解决方案和自动过程可以最好地充分利用整个系统。因此,WENZEL持续投资于软件开发。像技术的许多其他领域一样,关键在于,当硬件资源已达到其极限时,需要通过软件优化性能。通过软件解决方案可以在现有的系统上激活更高的性能,而不会显着增加成本。

  通过智能算法还可以提高其他特性,例如穿透深度。其结果是可以使用较低功率的X射线源。必要的屏蔽可以更小。成本也就降低。此外,软件开发时大部分注意力也放在了数据重建及后处理的质量上。尤其是在最小功能多材料测量方面,这也是杀手级应用所要求的。

用户友好,速度和自动化

  通过扫描过程的加速提高了系统的使用。这意味着,不仅单纯的扫描时间更快,同时也包括后处理和分析时间直至完成测量报告。循环时间是指在检测器的前面转动部件360度所需要的时间。这个时间随着对象的密度而变化。密度越小,扫描的也越快。借助托盘测量可以同时一次旋转照射多个零件,从而显著降低每个零件的测量时间。 

  新技术赢得用户信赖的另一个重要因素,是建立国际认可和接受的标准。现代化的CT系统能符合不久前只能由认证的触觉测量系统才可满足的行业技术标准。近日,VDI/VDE 2630准则(这是第一次在德国出版)初见成效。由ISO随后引入的类似的标准进一步扩大计算机断层扫描技术在要求严格的应用情况方面的国际使用 - 以合理的成本。

性能强大的超级计算机

  不同于扫描表面数据来描述的系统,CT数据描述三维空间整个体积。结果是零件大小或分辨率加倍,文件大小达到了八倍。典型的CT扫描返回416 GB的数据。后处理时间(例如用于生成表面)很大程度上依赖于计算机的性能。通过处理器性能的飞速发展、引进多处理器PC集群和视频游戏GPU的发展,工业用户现在才有了超级计算机可用,这在不久前还只是例如NASA等机构的保留技术。

  鉴于所有这些改进和目前的发展速度,计算机断层扫描技术成为测量技术和检测技术主流为时已经不会太久。

 

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