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El CT cuadridimensional en el laboratorio tiene potencial para fabricar

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Los investigadores en la instalación de la proyección de imagen de la radiografía de Henry Moseley en la universidad de Manchester están utilizando la metrología de Nikon programable examinan-x software.

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Se está utilizando para convertirse anunció las soluciones de la tomografía computada (CT) que integran software de análisis de los terceros y el soporte físico del externo del control. Los experimentos del laboratorio de 4D (tres dimensiones más tiempo) CT tienen el potencial para abrir nuevas avenidas en ambientes industriales.

Parmesh Gajjar es un socio de investigación en la instalación de la proyección de imagen que ha estado descubriendo las posibilidades del interfaz programable de IPC (comunicación entre procesos) al software de control de la radiografía de Nikon y cómo puede ser aprovechado para realizar el CT (tiempo-relacionado) temporal para la observación y la cuantificación científicas, no destructivas de los procesos que cambian la estructura en un cierto plazo en 3D.

Él comentó: “Los sistemas programables del CT de la metrología de Nikon son una mina de oro para los investigadores y fabricantes igualmente, pues da a usuarios la flexibilidad para hacer sea cual sea él elige.”

Andrew Ramsey, consultor en la metrología de Nikon con la experiencia de desarrollar usos especiales del CT en industria, añadió: “En la industria aeroespacial por ejemplo, al estudiar la propagación de grieta acelerada de cansancio en aspas del ventilador, el CT de time lapse se puede utilizar para replicar años de trabajo en una parte de la hora.”

Gajjar y los colegas así como Ramsey han escrito recientemente un artículo científico titulado los ‘nuevos protocolos del software para permitir el laboratorio basaron el CT temporal’ (https://doi.org/10.1063/1.5044393), que fue publicado el 5 de septiembre de 2018. En él ofrecen una penetración en cómo la tecnología similar se puede utilizar en ambientes industriales.

La interfaz completamente programable de IPC permite que los usuarios escriban su propio código y ejecutar funciones individuales adentro examine-x, de tan simple una tarea como torneado de las radiografías por intervalos a las acciones de alto nivel como la iniciación de una exploración del CT con los parámetros previamente almacenados de la adquisición, reconstruyendo automáticamente un volumen del CT usando ajustes almacenados, y funcionando con un análisis automático usando macros almacenadas mientras que proporciona la reacción del progreso en todas partes, todo sin la intervención humana adicional. El programa de IPC puede crear las interfaces de usuario simplificadas para las tareas previamente incómodas y adquirir datos en un cierto plazo altamente productivo para el examen no destructivo de una muestra 3D.

El CT temporal se puede agrupar en dos clases principales: adquisición de time lapse y continua. El CT de time lapse es la analogía 3D de su equivalente de la fotografía e implica el tomar de exploraciones tradicionales del CT en los intervalos específicos, mientras que la adquisición continua CT implica continuamente el recoger de proyecciones de un objeto como ella cambia y posteriormente el reconstruir de subconjuntos para formar varias series cronológicas volumétricas. Como se muestra en el papel, la ventaja de IPC es que proporciona la flexibilidad para ejecutar ambas clases en las máquinas estándar del CT.

CT de time lapse

Para investigar el brote in vitro de una haba de mung, Gajjar utiliza la tubería del polyimide con el tejido mojado para crear un tenedor de la muestra con un clima micro húmedo en el cual la haba pueda germinar. Después de empapar la haba en agua caliente para iniciar el brote, se coloca dentro del tenedor de la muestra dentro de la máquina del CT. Mientras que la haba germina, 54 exploraciones del CT se toman automáticamente en los intervalos de dos horas durante cinco días en el proceso del brote. La exploración de time lapse ininterrumpida crea un vídeo 4D de la germinación de la haba que permite que los cambios internos sean visualizados y se puede también utilizar para el análisis cuantitativo.

Él también utiliza el CT de time lapse para visualizar el efecto de la nuez de Brasil, que es la tendencia para que los objetos grandes suban al top de una mezcla sacudida. Una esquileo-célula especial que cabe en la etapa del sistema del CT fue desarrollada para agitar una mezcla de cuentas de cristal (nueces) de dos diversos tamaños – gotas de 6m m en la parte inferior y gotas de 3m m en el top. El mecanismo aplica una fuerza del movimiento a su contenido en los intervalos y el sistema del CT toma exploraciones automatizadas después de cada acontecimiento. Las exploraciones resultantes se pueden coser para crear una película que represente el efecto que ordena natural que ocurre.

Adquisición continua CT

La otra clase de CT temporal implica el recoger de una corriente de proyecciones continuamente como los cambios del objeto. Aquí, las resoluciones espaciales y temporales pueden ser optimizadas en común. Gajjar ejecuta el método del ‘ratio de oro’ para el muestreo angular, que permite que el número de proyecciones en una reconstrucción sea cambiado óptimo mientras que ocurre la evolución de la muestra. La ventaja del ratio de oro (≈ 1,618 de Φ) a la exploración del CT es que permite que los ángulos de proyección sean distribuidos de modo que las proyecciones recogidas sean tan independientes de uno a como sea posible, a diferencia de si los ángulos ampliados regulares (eg. 10, 20, 30 grados de etc) habían sido elegidos. Permite al número de proyecciones en una reconstrucción ser cambiado como evolución de la muestra ocurre, permitiendo que una imagen completa sea aumentada más rápidamente.

Este acercamiento de oro del ratio se ha ejecutado con éxito antes, en de exploraciones de MRI, con tomografía del neutrón y en las instalaciones de la radiografía del sincrotrón. Para el laboratorio basó sistemas del CT sin embargo, hasta ahora él no ha sido técnico posible. Sin embargo, en el experimento de Gajjar, el interfaz de IPC permite al muestreo de oro del ratio ser ejecutado por primera vez en un laboratorio.

4D CT en un ambiente de fabricación

El impacto CT temporal podría tener en departamentos de la industria fabril y de la garantía de calidad (QA) ahora y es en el futuro significativo. La posibilidad de la exploración sincronizada del CT abre la puerta en las pruebas que no se podrían alcanzar antes. En fábricas elegantes, la técnica podía ser la solución holística para la inspección de componentes vida-críticos, cubriendo las demandas de la industria 4,0 y llevando control de calidad el nivel siguiente.

Ramsey explicó que en un ambiente de producción, la introducción de CT temporal podría demostrar ser altamente beneficiosa. En el sector automotriz y especialmente en espacio aéreo, el fracaso no es una opción. Debido a la demanda para la calidad, los componentes, las asambleas y los mecanismos constantes se sujetan a las pruebas extensas y vigorosas. 4D de incorporación CT en estas pruebas da a fabricantes la última herramienta de la inspección para obtener resultados exactos rápidamente.

Los departamentos del QA utilizan a menudo el CT para considerar dentro de componentes, incluyendo los que aditivo se han fabricado, sin cortarlos o la destrucción. También utilizan diversas simulaciones y pruebas de materiales, de componentes, de piezas y de asambleas. La introducción de CT temporal puede combinar estos procedimientos, permitiendo que la penetración incomparable sea ganada durante pruebas en los detalles más pequeños de componentes y de partes críticos con las tolerancias más apretadas.

4D CT puede mostrar donde, porqué, cuando y cómo un componente ha fallado, proporcionando una comprensión completa, que es vital para el desarrollo de productos e inestimable en términos de control de calidad. Los protocolos de time lapse y continuos de la adquisición podían pronto ser una parte de fábricas elegantes de la industria 4,0 por todo el mundo, satisfaciendo trabajos como la prueba mecánica, la degradación de siguiente de la batería y estudiar reacciones químicas.