CT 影像與非破壞性檢測

CT 影像能夠提供高解析度的三維影像，精確地揭示複雜結構中的內部缺陷，這些缺陷在外部無法被發現。

透過更準確的缺陷分析與預測，設計師可以在產品製造或投入使用之前進行有效的改進，從而大大提高最終產品的可靠性。

我們還可以進一步透過 FEA 有限元分析，來模擬內部缺陷（如裂縫、孔洞或層間剝離）對結構性能的影響。

將 CT 影像與 FE 模擬結合使用，可以最大程度地提高非破壞性檢測的效果。

以下是透過 CT 影像於非破壞性檢測的應用案例。

 

 

熱交換器的非破壞性檢測與最佳化案例

這個研究案例是利用工業 CT 電腦斷層掃描數據進行非破壞性檢測的應用，以分析金屬積層製造零件的結構強度。積層製造技術可以製造複雜的結構，但常受限於不易觀察的複雜零件內部，可能導致測試的困難度增加。通過 CT 斷層掃描影像數據，可以重建熱交換器的內部結構。研究團隊利用 Simpleware 軟體進行 3D 影像數據處理和 3D 模型生成，並進行 CAE 有限元分析，結果顯示「按實際製造」的零件性能較「按設計製造」的零件差，意味著實際生產的產品性能，可能與 CAD 設計有所不同。此研究案例突顯了 3D 影像處理與 CAE 模擬在非破壞性檢測中的重要性，特別是在零件具有複雜內部結構的時候。

 

CT 影像用於衛星的金屬積層製造部件的品質控制

積層製造 (3D 列印) 是航天工業的重要工具，尤其是與 X 射線計算機斷層掃描等非破壞性方法結合使用以檢查和分析缺陷時。 當與有限元建模 (FEM) 相結合時，可以量化零件缺陷的影響。 在這個項目中，分析了用於 TARANIS 衛星的鋁增材製造部件，以確定材料中孔隙的位置。 Simpleware 軟體用於生成 FEM 模型以驗證其結構完整性，使用隨機振動模型並與 CAD 建模和拓撲優化的結果進行比較。

ANSYS Workbench 中的 Von Mises 應力模擬識別孔隙度並驗證結構整合

 

 

透過 CT 影像進行汽車零件的逆向工程

考慮到所用材料的複雜性和處理圖像數據時對精度的需求，逆向工程和分析工業汽車零件可能是一項挑戰。 研究人員使用 Simpleware ScanIP 克服了一個項目中的這些困難，該項目涉及將氣缸蓋的 CT 數據轉換為適合檢查缺陷和導出模擬就緒網格的高質量 3D 模型。 為了進行熱模擬分析，特別關注分割閥座。 這考慮了鑄造過程中產生的空隙的影響。

具有不同顏色的不同零件的氣缸蓋的重建 CT 掃描

 

 

透過 CT 影像與 FEA 結構分析檢查製造零件中的設計偏差

一些製造過程在準確性、質量、強度和可靠性方面仍然存在風險。 對於許多行業而言，深入了解零件的實際性能和缺陷的影響至關重要。 在這個例子中，由匹茲堡大學設計的托槽在 North Star Imaging CT 系統中被掃描並導入到 Simpleware 軟件中，在那裡它被組合併與原始 CAD 設計進行比較。 這種方法揭示了兩個內部製造錯誤，這些錯誤在 ANSYS 中進行了結構性能分析。 從掃描的零件中獲得這些知識意味著可以在昂貴的生產過程之前識別和解決製造缺陷。

Simpleware CAD 中的表面偏差顯示 CAD 零件和掃描零件之間的差異

 

 

透過 CT 影像優化大型強子對撞機的線圈設計

大型強子對撞機 (LHC) 的高亮度 (HiLumi) 升級依賴於超導 11 T 偶極磁體，以增加光束的亮度以擴大物理數據樣本。

高分辨率成像的線圈 107 的橫截面和使用 Simpleware ScanIP 分割的股線

 

 

Simpleware 軟體於非破壞檢測的應用

Simpleware 軟體提供 3D 影像處理和網格劃分解決方案，可用於重建和檢查製造零件的內部特徵，並可匯入和處理來自 CT、micro - CT、nano - CT、FIB-SEM 等影像掃描數據，對零件進行可視化和逆向工程。Simpleware 軟體功能強大的 FE 和 CFD 網格劃分工具，能夠匯出多部分網格以進行模擬，還可對零件進行逆向工程，並匯出 NURBS 檔案進行 CAD 設計，並從掃描的樣品中計算有效材料屬性。

 

可視化和檢查工業零件的影像數據

Simpleware 軟體包括一系列用於處理工業影像資料的工具和篩選器。

• 匯入後直接以 3D 形式渲染 2D 影像堆疊

• 使用半自動和手動工具分割影像

• 從影像資料生成動畫

 

測量和分析工業零件的掃描影像數據

使用直觀的測量工具，以及一系列標準和使用者定義的統計數據來量化工業零件：

• 測量孔隙和裂縫尺寸、裂縫...

• 取得中心線統計數據

• 量化孔隙和分層體積、表面積和總組件孔隙率

 

快速生成用於 FE 和 CFD 模擬的體積網格

專有的網格劃分軟體演算法可用於產生具有一致介面的計算模型，用於材料的無損測試，從而能夠在 FE 和 CFD 求解器中分析缺陷、零件耐久性、產品性能和流體結構分析。

• 設定材料屬性

• 定義有限元素接觸對、節點集、殼體

• 定義 CFD 邊界條件

• 選擇網格劃分演算法

• 根據特定指標最佳化網格品質

• 匯出用於 CAD 的 NURBS 和 STL 檔案以進行 3D 列印

• 對舊零件進行逆向工程以更好地了解其功能

 

引擎汽缸歧管的 CT 斷層掃描影像處理與 3D 建模

 

如果您對此軟體有興趣，想進一步評估，歡迎與我們聯繫 !

艾索科技股份有限公司 AISOL Technology

• 電話：02-2500-6210

• 郵件：info@aisol.com.tw