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Il CT quadridimensionale in laboratorio ha potenziale per fabbricare

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I ricercatori alla funzione di imaging a raggi X di Henry Moseley all'università di Manchester stanno usando la metrologia di Nikon programmabile ispezionano-x il software.

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Sta usando per svilupparsi ha annunciato le soluzioni di tomografia computerizzata (CT) che integrano il software di analisi dei terzi e l'hardware di esterno di controllo. Gli esperimenti del laboratorio di 4D (tre dimensioni più tempo) CT hanno il potenziale di aprire i nuovi viali negli ambienti industriali.

Parmesh Gajjar è un socio di ricerca alla funzione della rappresentazione che sta scoprendo le possibilità dell'interfaccia programmabile di IPC (comunicazione di inter processo) al software di controllo dei raggi x di Nikon ed a come può essere sfruttato per eseguire il CT (relativo al tempo) temporale per l'osservazione e la quantificazione scientifiche e non distruttive dei processi che cambiano col passare del tempo la struttura in 3D.

Ha commentato: «I sistemi programmabili del CT della metrologia di Nikon sono egualmente una miniera d'oro per i ricercatori e produttori, poichè dà ad utenti la flessibilità fare qualunque scelgono.»

Andrew Ramsey, un consulente alla metrologia di Nikon con esperienza nelle applicazioni industriali di sviluppo di CT dello speciale, ha aggiunto: «Nell'industria aerospaziale per esempio quando studia la propagazione di cricca accelerata di affaticamento in pale del ventilatore, il CT al rallentatore può essere utilizzato per ripiegare gli anni di lavoro in una frazione del tempo.»

Gajjar ed i colleghi insieme a Ramsey recentemente hanno redatto un articolo scientifico intitolato “nuovi protocolli del software per permettere al laboratorio hanno basato il CT temporale” (https://doi.org/10.1063/1.5044393), che è stato pubblicato il 5 settembre 2018. In offrono una comprensione in come la simile tecnologia può essere utilizzata negli ambienti industriali.

L'interfaccia di software completamente programmabile di IPC permette che gli utenti scrivano il loro proprio codice e implementare le diverse funzioni dentro ispezioni-x, da semplice un compito come giro dei raggi x in funzione e a riposo nelle azioni ad alto livello come l'inizio della ricerca di CT con i parametri precedentemente immagazzinati di acquisizione, ricostruenti automaticamente un volume di CT facendo uso delle regolazioni immagazzinate e eseguire un'analisi automatica facendo uso delle macro immagazzinate mentre forniscono le risposte di progresso interamente, interamente senza ulteriore intervento umano. Il programma di IPC può creare le interfacce utente semplificate per le mansioni precedentemente ingombranti ed acquistare col passare del tempo i dati altamente produttivamente per esame non distruttivo di un campione 3D.

Il CT temporale può essere raggruppato in due classi principali: acquisizione al rallentatore e continua. Il CT al rallentatore è l'analogia 3D del suo equivalente di fotografia e comprende prendere le ricerche tradizionali di CT ad intervalli specifici, mentre l'acquisizione continua CT comprende continuamente raccogliere le proiezioni di un oggetto come cambia e successivamente ricostruire i sottoinsiemi per formare parecchie serie cronologiche volumetriche. Come è indicato nella carta, il vantaggio del IPC è che fornisce la flessibilità per implementare entrambe classi sulle macchine standard di CT.

CT al rallentatore

Per studiare germogliare in vitro di un fagiolo verde, Gajjar utilizza la tubatura del polyimide con il tessuto bagnato per creare un supporto del campione con un micro clima umido in cui il fagiolo può germinare. Dopo l'inzuppamento del fagiolo in acqua calda per iniziare germogliare, è disposto all'interno del supporto del campione dentro la macchina di CT. Mentre il fagiolo germina, 54 ricerche di CT sono prese automaticamente ad intervalli di due ore oltre i cinque giorni in tutto il processo germogliare. L'esame al rallentatore ininterrotto crea un video 4D di germinazione del fagiolo che permette che i cambiamenti interni siano visualizzati e può anche essere usato per l'analisi quantitativa.

Inoltre usa il CT al rallentatore per prevedere l'effetto della noce del Brasile, che è la tendenza affinchè i grandi oggetti aumenti alla cima di una miscela scossa. Una taglio-cellula speciale che si adatta sulla fase del sistema di CT è stata sviluppata per agitare una miscela delle perle di vetro (dadi) di due dimensioni differenti – perle di 6mm al fondo e perle di 3mm sulla cima. Il meccanismo applica una forza di moto ai suoi contenuti ad intervalli ed il sistema di CT prende le ricerche automatizzate dopo ogni evento. Le ricerche risultanti possono essere cucite per creare un film che descrive l'effetto d'ordinazione naturale che ha luogo.

Acquisizione continua CT

L'altra classe di CT temporale comprende raccogliere una corrente delle proiezioni continuamente come i cambiamenti dell'oggetto. Qui, le risoluzioni spaziali e temporali possono essere ottimizzate insieme. Gajjar implementa “il metodo di rapporto dorato” per il campionamento angolare, che permette che il numero delle proiezioni in una ricostruzione sia cambiato ottimamente mentre l'evoluzione del campione accade. Il vantaggio del rapporto dorato (≈ 1,618 di Φ) all'esplorazione di CT è che permette che gli angoli di proiezione si distribuiscano in modo che le proiezioni raccolte siano come indipendente l'uno dall'altro come possibile, dissimile se ecc di angoli (per esempio 10, 20, 30 gradi incrementali regolari) fosse stato scelto. Permette al numero delle proiezioni in una ricostruzione di essere cambiato come evoluzione del campione accade, permettendo che un'immagine completa sia sviluppata più rapidamente.

Questo approccio dorato di rapporto è stato implementato con successo prima, nelle risonanze magnetiche, con tomografia del neutrone ed alle facilità dei raggi x del sincrotrone. Per il laboratorio ha basato i sistemi di CT comunque, finora non è stato tecnicamente possibile. Tuttavia, nell'esperimento di Gajjar, l'interfaccia di IPC permette al campionamento dorato di rapporto di essere implementata per la prima volta in un laboratorio.

4D CT in un ambiente di fabbricazione

L'impatto CT temporale potrebbe avere sui dipartimenti di industria manufatturiera e di assicurazione di qualità (QA) ora ed in futuro è significativo. La possibilità dell'esame sincronizzato di CT apre la porta alle prove che non potrebbero essere raggiunte prima. In fabbriche astute, la tecnica ha potuto essere la soluzione olistica per ispezione delle componenti vita critiche, rispondente alle esigenze dell'industria 4,0 e prendente il controllo di qualità al livello seguente.

Ramsey ha spiegato che in un ambiente di produzione, l'introduzione del CT temporale potrebbe risultare essere altamente utile. Nel settore automobilistico e particolarmente nello spazio aereo, il guasto non è un'opzione. dovuto la richiesta di qualità, delle componenti, delle assemblee e dei meccanismi costanti sono sottoposti a estese e prove vigorose. 4D d'incorporazione CT in queste prove fa a produttori l'ultimo strumento di ispezione per ottenere i risultati accurati rapidamente.

I dipartimenti di QA usano spesso il CT per vedere dentro le componenti, compreso quelli che additivo sono stati fabbricati, senza affettarle o distruggere. Inoltre usano le varie simulazioni e prove dei materiali, delle componenti, delle parti e delle assemblee. L'introduzione del CT temporale può combinare queste procedure, permettendo che la comprensione ineguagliabile sia guadagnata durante le prove nei più piccoli dettagli delle componenti critiche e che si separa le tolleranze più strette.

4D CT può mostrare dove, perché, quando e come una componente è venuto a mancare, fornendo una comprensione completa, che è vitale per sviluppo del prodotto e senza prezzo in termini di controllo di qualità. Sia i protocolli al rallentatore che continui di acquisizione hanno potuto presto essere una parte delle fabbriche astute dell'industria 4,0 universalmente, compiendo i lavori come prova meccanica, la degradazione seguente della batteria e lo studio delle reazioni chimiche.