Корзина
Пишите нам: sales@theseuslab.kz
+7 (771) 79-000-49
  • Theseus Lab
  • Новости
  • Компьютерная томография как средство прогнозирования эксплуатационных характеристик конструкций, изготовленных с применением гибкой технологии послойного синтеза

Компьютерная томография как средство прогнозирования эксплуатационных характеристик конструкций, изготовленных с применением гибкой технологии послойного синтеза

Применение КТ в исследованиях и разработках позволяет избежать многих проблем на более поздних этапах производственного процесса путем определения ключевой информации об объекте и это все жизненно важно для успешного создания продукта.

28.05.19

Технология послойного синтеза или аддитивное производство (АП) – один из самых революционных процессов, который активно развивается на протяжении многих лет и оказывает существенное влияние на промышленный сектор. Также известная как 3D-печать, АП представляет собой технологию производства с послойным построением объектов с применением различных материалов, таких как полимеры, металлы и композиты. Данная быстро развивающаяся технология меняет взгляды инженеров на проектирование продукции благодаря гибким возможностям в части построения самых различных геометрических форм. Однако с повышением сложности конструкции повышается сложность и важность проверок в процессе контроля качества.

Для обеспечения качества в процессах НИОКР и производства многие производители и разработчики применяют для неразрушающего контроля (НК) деталей промышленную компьютерную томографию (КТ). При выполнении сканирования с применением компьютерной томографии формируется трехмерная карта объемной плотности. Объемное трехмерное пространство формируется посредством реконструкции двухмерных рентгеновских изображений.  Мощное программное обеспечение объединяет многочисленные двухмерные изображения проекций, формируя трехмерную объемную модель практически любой детали, объекта или продукта. Наличие такой возможности критически важно в задачах, при решении которых производителю необходимо заглянуть внутрь объекта без его разрушения, при повышении сложности внутренней структуры вследствие применения нового производственного процесса. 

Несмотря на то, что технология КТ заняла достойное место и показала себя в качестве эффективного инструмента неразрушающего контроля, многие инженеры могут не осознавать, какую важную роль она может сыграть на этапе исследований и разработок. Применение КТ в исследованиях и разработках позволяет избежать многих проблем на более поздних этапах производственного процесса путем определения ключевой информации о конструкции детали, исходных материалах и о том, насколько хорошо они соответствуют предполагаемой геометрии, все это жизненно важно для успешного создания продукта. Как только разработчики осознают возможности КТ при ее применении не только в качестве инструмента контроля качества, но и в качестве средства извлечения информации, они коренным образом изменят свой взгляд на данную технологию.

YXLON опубликовал документ под названием «Возможности прогнозирования эксплуатационных характеристик конструкций, изготовленных с применением гибкой технологии послойного синтеза», который поможет инженерам-конструкторам узнать о преимуществах КТ при оценке конструкций деталей для определения эксплуатационных характеристик детали, ее соответствия назначению и наличия переменных измерительных величин. Информация, полученная в самом начале процесса создания продукта, может помочь разработчику быть более гибким и избежать дорогостоящих простоев на более поздних этапах проектирования и, в конечном итоге, на стадии производства. В документе представлены возможные неправильные представления о КТ с пояснениями, а также приведена информация о недавних усовершенствованиях технологии КТ в отношении скорости, разрешающей способности и соотношения цена-качество, которые делают ее отличным инструментом для использования на ранней стадии НИОКР.

 

Будущее производства

Индустрия 4.0 перевоплощает промышленность, изо дня в день изменяя методы работы промышленных компаний, путем эффективного и действенного внедрения и применения новых цифровых и роботизированных технологий в производственных процессах. К таким технологиям относятся облачные сервисы, IoT-датчики и активаторы, робототехника, беспроводные сети и многое другое. Для создания SMART фабрик все перечисленные устройства объединяются с производственными станками.

АП является одной из ключевых технологий, которая может помочь радикально изменить производственно-сбытовую цепочку с появлением Индустрии 4.0. Это приведет к переходу от массового к полностью индивидуальному и от централизованного к распределенному производству. Кроме того, АП обладает потенциалом для изменения существующей на сегодняшний день цепочки поставок. Современные подходы расширяют существующую концепцию разработки продукции и позволяют людям не только разрабатывать продукцию по индивидуальному заказу, но и существенно повышают эффективность их производства.

 

КТ в технологической цепочке АП

Одним из главных преимуществ аддитивного производства является то, что оно дает разработчикам полную свободу в создании форм, которой они не обладали и даже не могли представить ранее. Однако такая свобода может потребовать применения компромиссных решений, поскольку с повышением изощренности и сложности структуры существенно повышается сложность ее проверки. Это может стать серьезной проблемой на пути сохранения существующей производительности для загруженных производственных предприятий. И для решения данной проблемы как нельзя лучше подходит технология сканирования с применением КТ. КТ является лучшим и наиболее точным методом неразрушающего контроля для проверки фактического качества сборки детали. Предоставляемые КТ расширенные возможности обеспечивают универсальность и сбор объема информации о продукции, с которыми Вы возможно никогда сталкивались ранее.

КТ широко используется в качестве инструмента неразрушающего контроля на заводах, специализирующихся на АП, при этом существует множество других областей производственного процесса, в которых КТ может предоставить ценную информацию. Представьте свой промышленный КТ-сканер в качестве универсального ящика с инструментами со множеством возможностей, которые будет полезны Вам на протяжении всего производственного процесса. КТ позволяет Вам выполнять неразрушающий контроль деталей и прототипов, а также проводить исследования и разработки. Использование полученных данных КТ в симуляторах может помочь при проверке технического проекта и эксплуатационных характеристик детали, гарантировать ее соответствие назначению, а также удостовериться в том, что концепция будет работать так, как было задумано изначально.

Кроме того, современные данные КТ позволяют проводить анализ и программирование с высокой скоростью и эффективностью. Инженеры-проектировщики всегда работают в условиях сжатых сроков, когда возможность быстрого сбора точных данных имеет решающее значение. Применение компьютерной томографии позволяет получать большинство протоколов измерений непосредственно в день проверки объекта. Причина в том, что деталь может быть запрограммирована заранее с использованием САПР-модели и 2D-чертежа до начала ее сканирования.

 

Заблуждения о КТ в AП
 


Тарелка клапанной пружины, изготовленная AMPower GmbH & Co. KG для Porsche AG с применением аддитивного производства

 

Существует множество заблуждений об использовании КТ в аддитивном производстве. Это относительно новая методика для аддитивного производства, поэтому многие все еще изучают возможности ее применения. Во-первых, распространено мнение, что компьютерная томография слишком медленная, однако достижения в области проектирования и применяемых в компьютерных томографах технологиях за последние несколько лет устранили эту проблему. Современные сканеры прошли долгий путь повышения скорости и эффективности, в результате которого их производственная ценность была повышена в два раза. То, что раньше занимало несколько дней или недель, теперь можно сделать за несколько минут или часов. Кроме того, строгие стандарты проектирования и производства позволили создать долговечные системы, которые способны работать в жестких условиях интенсивного использования.

Также была значительно улучшена разрешающая способность КТ-сканирования, что позволило формировать кристально чистые изображения, на которых Вы можете обнаружить даже самые незначительные недостатки. Многие сканеры обеспечивают разрешение в единицы микрон. Это довольно большой шаг вперед по сравнению с ранее существующими разработками. Современное программное обеспечение для КТ стало проще в использовании и обладает улучшенной структурой рабочего процесса, а также усовершенствованными протоколами, что упрощает и ускоряет процесс реконструкции. В то время как для работы с со сложными системами и программным обеспечением для КТ предыдущего поколения требовались сотрудники с высоким уровнем квалификации современные системы КТ могут обслуживаться техническими специалистами в лаборатории или на заводе, что делает их гораздо более экономичным инструментом для практического использования. У специалистов в области КТ и АП есть много общего, поскольку они рассматривают процесс с точки зрения сечений, ориентации деталей и трехмерного пространства. Великие умы думают одинаково.

Другим распространенным заблуждением является то, что Вы не можете использовать КТ в метрологической области. Возможно, в прошлом в этом была доля правды, но в последнее время процессы компьютерной томографии были существенно улучшены, и в дополнение к поиску дефектов инженеры-конструкторы могут использовать КТ для выполнения точных измерений. Специалисты в области КТ также хорошо знакомы с метрологией, поэтому они могут говорить со специалистами АП на одном языке. И так теперь мы можем выполнять неразрушающий контроль и точные измерения на одном устройстве. И, наконец, существует неправильное представление о том, что КТ-сканеры слишком дороги, но правда заключается в том, что Вы можете купить сканер по более конкурентоспособным ценам, чем Вы думаете. Стоимость КТ-сканеров резко упала за последние несколько лет. Существует множество конфигурации систем КТ-контроля, поэтому Вы обязательно найдете конфигурацию, подходящую как для Ваших производственных потребностей, так и для Вашего бюджета. Если у Вас недостаточно объемов для покупки собственного устройства, Вы можете обратиться к внешним поставщикам услуг, чтобы получить информацию о Вашем изделии в сжатые сроки благодаря применению КТ-сканирования или обратиться в службу контроля YXLON. Не забывайте о том, какую роль может сыграть КТ в Вашей технологической цепочке благодаря значительному сокращению расходов на процессы, связанные с обеспечением качества.