Výsledky

Rentgenová mikro a nano počítačová tomografie

06. 12. 2018

Rentgenová mikro a nano počítačová tomografie

Rentgenová počítačová tomografie je pokročilá zobrazovací technika umožňující nedestruktivní vizualizaci a analýzu objektů. Mikrotomografie umožňuje skenování vnitřní struktury trojrozměrných objektů s vysokým prostorovým rozlišením bez jakéhokoli (mechanického, elektrického) poškození snímaného objektu. Kompletní představa o uspořádání vnitřní struktury může být získána v rámci celého objemu objektu a to z široké škály materiálů, které jsou vhodné pro detekci tvaru jak vnitřních, tak vnějších struktur, nehomogenit, dutin a porozity materiálu.

Oblast využití počítačové tomografie je velice široká a nachází svá uplatnění ve strojním, materiálovém, elektrotechnickém inženýrství, stavitelství a řadě dalších nejen průmyslových odvětví. Tomografické analýzy pomáhají v oblasti vývoje, kvality, odstraňování technologických problémů jednotlivých dílů a rozsáhlých technologických celků, reverzním inženýrství, inspekci vnějších/ vnitřních rozměrů. Rovněž v oblasti přípravy řízení procesů výroby komponentů z plastů, keramiky, odlitků z lehkých kovů nalézá počítačová tomografie své uplatnění.

Velice významnou oblastí využití počítačové tomografie je medicína, kde tato technologie pomáhá při studiu kostí a implantátů, a můžeme se s ní setkat také v dalších oborech jako je archeologie (výzkum muzejních artefaktů), antropologie, restaurování, soudní vědy a právní inženýrství, kriminologie, potravinářský průmysl atd.

Typickými možnostmi analýzy tomografických dat jsou:

  1. Analýza pórů/inkluzí

Tato analýza slouží k detekci a vizualizaci póry/inkluze (defekty) v materiálu skenovaného předmětu. Pro každý individuální detekovaný defekt lze obvykle určit objem, pozici, velikost a povrch. K jednodušší orientaci mezi jednotlivými defekty je obvykle využíváno barevného rozdělní.

  1. Měření rozměrů a geometrických tolerancí

Určení vnitřních a vnějších rozměrů jejich znalost a přesnost jsou základní požadavky ve všech oborech, kde hrají rozměrové parametry svou roli. Díky souřadnicovému měření lze pomocí výpočetních algoritmů určit povrch objektu na základě prahovacích hodnot adaptujících se dle lokálních stupňů šedi. Pro měření rozměrů a geometrických tolerancí jsou k dispozici filtrovací nástroje prokládající objemovými daty geometrické útvary jako například kružnice, roviny, válce, kužele and koule. Výhodou měření rozměrů na tomografických datech oproti tradičním metodám jako souřadnicový měřící stroj (CMM), mechanické 3D skenery nebo optické 3D skenery je možnost měřit i rozměry či tvary nepřístupných míst součástky, např. výška a průměr osazení v díře, jak je ukázáno na obrázku níže.

  1. Měření tlouštěk

Analýza tloušťky stěny dokáže zkoumat objekty v oblastech, v nichž je tloušťka stěny v definovaném intervalu mezi minimální a maximální přípustnou tloušťkou. Výsledky analyzovaných komponent jsou barevně odlišeny dle naměřených vzdáleností mezi stěnami a zobrazeny v tomografických řezech i 3D modelu.

  1. Analýza vlákny zpevněných kompozitů

Díky tomuto modulu je možné nedestruktivně získat řadu důležitých informací o struktuře materiálu kompozitů, kterými mohou být lokální a globální orientace a koncentrace vláken, odchylka od předem definované referenční orientace, lokální orientace vláken do roviny projekce a mnoho dalších statistických parametrů jako např. distribuce vláken. Výsledky mohou být zobrazeny a zaznamenány mnoha způsoby, například: barevně odlišené zobrazení vláken ve 2D a ve 3D, pomocí histogramu znázorňujícího distribuci vláken na základě orientace.

Závěrem lze dodat, že spektrum oblastí použití počítačové tomografie je velice široké a v posledních letech nabírá tato technologie na oblíbenosti.

Jiří Kouřil


FaLang translation system by Faboba