工业CT

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工业计算机断层扫描（CT）是任何计算机辅助断层扫描的过程，通常是X射线计算机断层扫描，它使用辐射来产生被扫描物体的三维内部和外部表示。工业CT扫描已经在工业的许多领域中用于部件的内部检查。工业CT扫描的一些关键用途是缺陷检测、故障分析、计量、装配分析和逆向工程应用^[1]^[2]。就像医学成像一样，工业成像包括非断层摄影术（工业射线照相术）和计算机断层摄影术（计算机断层扫描）。

目录编辑

1 扫描仪的类型编辑

线束扫描仪

线束扫描是工业CT扫描的传统过程^[3]。X射线产生，射线束被准直形成一条直线。然后，X射线束在零件上平移，数据由探测器收集。然后重建数据以创建零件的三维体绘制。

在锥束扫描中，将要扫描的零件放在旋转台上^[3]。当零件旋转时，X射线锥束会产生由探测器收集的大量二维图像。然后对二维图像进行处理，以创建零件外部和内部几何图形的三维体绘制。

锥束扫描仪

2 历史编辑

1972年，戈弗雷·豪恩菲尔德（Godfrey Hounsfield）发明了用于医学成像的CT扫描机，从而引入了工业CT扫描技术。这项发明为他赢得了诺贝尔医学奖，他与艾伦·麦克劳德·科马克（Allan McLeod Cormack）分享该奖^[4]^[5]。除了主要用于医疗领域的视觉检查（医学CT扫描）之外，CT扫描的许多进展还使其在工业计量领域得到应用。

3 分析和检查技术编辑

各种检查用途和技术包括零件与CAD的比较、零件与零件的比较、装配和缺陷分析、空隙分析、壁厚分析和CAD数据的生成。CAD数据可用于逆向工程、几何尺寸和公差分析以及生产零件的批准^[6]。

3.1 装配

使用CT最公认的分析形式之一是用于装配或视觉分析。CT扫描无需拆卸，便可提供了功能位置的部件内部视图。一些工业CT扫描软件程序允许从CT数据集的体绘制中进行测量。这些测量对于确定组装零件之间的间隙或单个特征的尺寸非常有用。

在铝铸件上进行工业计算机断层扫描（CT）以用于识别内部故障，如空洞。铸件内所有颜色协调的颗粒都是空隙/多孔性/气穴，这些颗粒可以额外测量，并根据尺寸进行颜色协调。。

3.2 空洞、裂纹和缺陷检测

传统上，确定物体内的缺陷、空隙和裂纹需要进行破坏性测试。CT扫描可以在不损坏零件的情况下检测内部特征和缺陷，并以三维形式显示这些信息。工业CT扫描（三维 X射线）用于检测零件内部的缺陷^[7]，如孔隙度、夹杂物或裂纹^[8]。

由于冷却过程、厚壁和薄壁之间的过渡以及材料特性，金属铸造和模制塑料部件通常容易出现气孔。空隙分析可用于定位、测量和分析塑料或金属部件内部的空隙。

3.3 几何尺寸和公差分析

传统上，在没有进行破坏性测试的情况下，人们只能对部件的外部尺寸进行全面计量，例如使用坐标测量机（CMM）或视觉系统来绘制外表面。内部检查方法需要使用组件的二维 X射线检测或进行破坏性测试。工业CT扫描允许完全无损计量。3D打印具有无限的几何复杂性，允许在不影响成本的情况下创建复杂的内部特征，这些特征不能使用传统的CMM进行检测。第一个3D的人工制品使用计算机断层扫描对形状特征进行了优化^[9]。

3.4 基于图像的有限元方法

基于图像的有限元方法将来自X射线计算机断层扫描得到的三维图像数据直接转换成网格，以用于有限元分析。这种方法的好处包括模拟复杂的几何结构（如复合材料）或在微观尺度上精确模拟“制造”的部件^[10]。

参考文献

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^逆向工程应用中的工业计算机断层扫描。DGZfP-Proceedings BB 67-CD Paper 8，computer Tomography for Industrial application and Image Processing in radio，1999年3月15日至17日，德国柏林。.
[2]
^伍兹，苏珊。"三维CT检查提供了显微艺术的全景. "，2010年11月1日。.
[3]
^Hofmann，j .，Flisch，a .，Obrist，a .，工业X射线计算机断层摄影应用中基于自适应CT扫描网格的优化方法。无损检测与评价国际(37)，2004，第271-278页。.
[4]
^佐凡，巴赫曼。“三维显微断层扫描——一种强大的工程工具”。三维扫描技术。2010年7月5日。.
[5]
^诺埃尔，朱利安。“CT在工业零件三维扫描中的优势”。2010年8月18日。.
[6]
^“通过工业计算机断层扫描降低生产前检查成本。”《全球微制造技术行业微制造杂志》，2010年8月。.
[7]
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[8]
^Bull, D. J.; Helfen, L.; Sinclair, I.; Spearing, S. M.; Baumbach, T. (2013). "A comparison of multi-scale 3D X-ray tomographic inspection techniques for assessing carbon fibre composite impact damage". Composites Science and Technology. 75: 55–61. doi:10.1016/j.compscitech.2012.12.006..
[9]
^Shah, Paras; Racasan, Radu; Bills, Paul (2016-11-01). "Comparison of different additive manufacturing methods using computed tomography". Case Studies in Nondestructive Testing and Evaluation (in 英语). 6: 69–78. doi:10.1016/j.csndt.2016.05.008. ISSN 2214-6571..
[10]
^Evans, Ll. M.; Margetts, L.; Casalegno, V.; Lever, L. M.; Bushell, J.; Lowe, T.; Wallwork, A.; Young, P.; Lindemann, A. (2015-05-28). "Transient thermal finite element analysis of CFC–Cu ITER monoblock using X-ray tomography data". Fusion Engineering and Design. 100: 100–111. doi:10.1016/j.fusengdes.2015.04.048..

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