工業(yè)CT系統(tǒng)釆用輻射成像原理,實現(xiàn)對產(chǎn)品的非接觸式三維高精度掃描成像,可獲得產(chǎn)品內(nèi)部高精度的三維斷層數(shù)據(jù)和材料信息,能夠?qū)崿F(xiàn)關(guān)鍵零部件、組件和系統(tǒng)的精確定量無損檢測與評價,在工業(yè)設(shè)計制造的各個階段都發(fā)揮著重要的作用。
近年來,高精度工業(yè)CT和3D打印這兩項高新技術(shù)分別在各自服務(wù)的領(lǐng)域快速發(fā)展著,在工業(yè)設(shè)計制造領(lǐng)域尚未結(jié)合在一起運用,而在技術(shù)來說上,他們卻如同一對孿生技術(shù)構(gòu)成了制造業(yè)的兩個發(fā)展方向:高精度工業(yè)CT是把產(chǎn)品實物進(jìn)行分層掃描獲取三維數(shù)據(jù)模型,是一個實物數(shù)字化的微分過程;3D打印技術(shù)是將產(chǎn)品的三維數(shù)字模型形成分層數(shù)據(jù),進(jìn)行分層打印,逐層疊加,是一個數(shù)字實物化的積分過程。兩者在設(shè)計制造領(lǐng)域的有機(jī)結(jié)合,將共同完成一個“產(chǎn)品——工業(yè)CT掃描——三維數(shù)字模型——3D打印——快速成型”的過程,可以綜合工業(yè)CT和3D打印技術(shù)這兩項技術(shù)的優(yōu)勢,從而實現(xiàn)一種高效、新型、便捷的設(shè)計制造模式,將極大提高我國在科研和生產(chǎn)制造領(lǐng)域的設(shè)計制造能力。
以下是一個工業(yè)CT技術(shù)和3D打印技術(shù)的實例,大概流程如下:
一、工件進(jìn)行工業(yè)CT掃描獲得一系列二維斷層圖像;
二、再將圖像導(dǎo)入重建軟件獲得工件的三維模型;
三、將工件內(nèi)部的感興趣區(qū)域單獨提取出來,輸出三維表面數(shù)據(jù);
四、軟件構(gòu)建打印數(shù)據(jù),并輸出到專業(yè)軟件對興趣區(qū)域模型進(jìn)行重點研究。
通過長期的調(diào)研,我們發(fā)現(xiàn)目前3D打印在制造業(yè)的推廣應(yīng)用存在著兩個制約性的技術(shù)難題:
一、掃描方式單一,對于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜零件難以實現(xiàn);
二、3D打印產(chǎn)品后期檢測手段匱乏,難以保證產(chǎn)品的可靠性。
目前國內(nèi)外3D打印采用的掃描方式都是光學(xué)三維掃描,其基本原理是利用可見光對目標(biāo)做360°掃描,再通過設(shè)計軟件進(jìn)行計算、修改,從而形成一個數(shù)字化的三維立體圖像,將數(shù)據(jù)傳輸?shù)酱蛴C(jī),通過逐層打印形成立體實物。這種方式僅能獲得實物的外形結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù),對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的部件,比如具有內(nèi)部型腔結(jié)構(gòu)的工件則束手無策。
而工業(yè)CT技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜結(jié)構(gòu)工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維高精度掃描,并且不接觸和破壞零件,既能保存實體的完整性,又能提供3D打印所需的高精度數(shù)字化信息。
對于3D打印的產(chǎn)品,后期缺乏可靠的檢測手段。在調(diào)研中我們了解到,目前3D打印廠家對于所打印的產(chǎn)品,外部尺寸采取用三維掃描儀測量的方式,而對于內(nèi)部材料及結(jié)構(gòu)的檢測則沒有統(tǒng)一的做法。因此,國內(nèi)目前缺乏這樣的一種高精度、高可靠性、為大家認(rèn)可的新型檢測手段。工業(yè)CT作為一種數(shù)字化的無損檢測設(shè)備能給出工件斷層數(shù)字圖像以及數(shù)字化透射圖像,可以對金屬、非金屬、復(fù)合材料等材質(zhì)的工件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行檢測和質(zhì)量評價,從而能夠為該行業(yè)提供一種精確可靠的檢測手段。
正是在這樣一個時代,泰琛測試應(yīng)運而生,我們從德國引入先進(jìn)的Yxlon工業(yè)CT掃描設(shè)備,與國內(nèi)眾多科研院所和工廠,研發(fā)企業(yè)合作,利用工業(yè)CT掃描3D成像技術(shù)為中國科研發(fā)展和制造業(yè)升級換代貢獻(xiàn)自己的一份力量