Tomografia industriale computerizzata

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Microinterruttore da elettronica
Immagine in radioscopia
Ricostruzione tridimensionale in tomografia

La tomografia[1] industriale computerizzata, ovvero l'introduzione della tomografia nel settore industriale, è una metodologia diagnostica relativamente recente. La tecnologia della tomografia computerizzata (CT), storicamente utilizzata in campo medico diagnostico, è stata adattata alle applicazioni industriali così da consentire l'analisi di strutture interne ed esterne dei componenti sotto differenti punti di analisi.

Le principali applicazioni di tomografia industriale sono riferite a:

- analisi difettologica di tipo non distruttivo [2], mirata ad identificare macro e micro[3] difettosità interne ad un componente meccanico quali, ad esempio, cricche, porosità, inclusioni;

- analisi geometrica tridimensionale, finalizzata al confronto geometrico di componenti, parti e superfici sia esterne che interne al prodotto stesso;

- analisi funzionale, a scopo diagnostico, per valutare eventuali criticità di assemblaggio di vari componenti (es: tenuta di una guarnizione, disallineamento tra componenti assemblati, errori di montaggio).

Applicazioni industriali[modifica | modifica wikitesto]

Studio funzionale di accoppiamenti meccanici[modifica | modifica wikitesto]

La CT viene utilizzata per l'esame degli accoppiamenti realizzati tra differenti parti di un componente assemblato. A differenza di un'analisi in radiografia (RX), dove l'immagine prodotta risulta una proiezione bidimensionale di tutto il corpo del componente (immagine 1), con la tomografia industriale è possibile ricostruire la tridimensionalità del componente e, successivamente realizzare sezioni virtuali a scopo diagnostico (immagine 2). L'esempio riportato è relativo allo studio di un evidenziatore, effettuato sia mediante tecnica RX che mediante CT. La possibilità di discriminare materiali di differente natura e densità consente di:

Immagine RX di un evidenziatore.
Sezione CT dello stesso componente.

- isolare la componentistica interna di un assemblato "estraendola" virtualmente dall'intero componente;

- analizzare problematiche di accoppiamento di due materiali differenti (es: saldatura di due filamenti, incollaggio di superfici,etc);

- studiare la deformazione plastica dei corpi causata dall'accoppiamento meccanico;

- realizzare modelli tridimensionali virtuali dei vari costituenti con un approccio tipico della metodologia di Reverse Engineering.

Dal confronto tra le immagini è possibile notare l'elevato grado dettaglio che si ottiene in CT; sono infatti visibili tutte le superfici di accoppiamento dei diversi componenti dell'evidenziatore: tappo, corpo principale, tampone di inchiostro.

Confronto modello CAD con un modello fisico[modifica | modifica wikitesto]

La tomografia industriale consente di verificare la geometria tridimensionale di un oggetto fisico con il modello CAD 3D.

Il software di analisi più diffuso ed utilizzato dalla maggior parte delle aziende produttrici di impianti CT è VG Studio MAX, della società Volume Graphics.

Analisi difettologica: porosità, inclusioni, cricche[modifica | modifica wikitesto]

L'applicazione della CT su componenti meccanici consente di effettuare indagini difettologiche, mirate ad identificare e quantificare difetti insiti nel materiale.

Immagine CT: difettosità e porosità su un componente in plastica

Le funzionalità dei software per l'analisi CT consentono di caratterizzare con elevato dettaglio le discontinuità del materiale: porosità da gas, irregolarità della matrice dovute a presenza di particelle indesiderate (inclusioni), fessurazioni e cricche. La possibilità di evidenziare le aree difettose in un ambiente virtuale tridimensionale consente di attuare azioni di miglioramento e di ottimizzazione durante la produzione dei componenti.

L'analisi di difettosità interna e le potenzialità dei moderni software di analisi delle scansioni tomografiche consentono di:

- osservare la forma, le dimensioni e la distribuzione dei difetti all' interno di componenti;

- localizzare zone particolarmente critiche ove sono concentrate difettosità tali da poter compromettere le funzionalità del prodotto ;

- supportare il progettista nelle fasi di industrializzazione del prodotto e nel percorso di sviluppo ed ottimizzazione del processo produttivo

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ (dal greco témnó, tagliare, o tómos, nel senso di "strato", e gráphó, scrivere)
  2. ^ Copia archiviata (PDF), su cs.ucdavis.edu. URL consultato il 1º marzo 2014 (archiviato dall'url originale il 5 dicembre 2013).
  3. ^ Physical characterization and performance evaluation of an x-ray micro-computed tomography system for dimensional metrology applications - Abstract - Measurement Science and T...

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Hubert Lettenbauer, Bernd Georgi, Daniel Weiß, Means to Verify the Accuracy of CT Systems for Metrology Applications (In the Absence of Established International Standards), DIR 2007 - International Symposium on Digital industrial Radiology and Computed Tomography, June 25-27, 2007, Lyon, France
  • Seminario: la Tomografia Industriale (CT): uno strumento innovativo per lo sviluppo prodotto. Apindustria
  • Jochen Hiller et al 2012 , Physical characterization and performance evaluation of an x-ray micro-computed tomography system for dimensional metrology applications, Measurement Science and Technology Volume 23 Number 8 085404 doi:10.1088/0957-0233/23/8/085404
  • M.IOVEA, A.MARINESCU, P.CHITESCU,T. SAVA - " Three - Dimensional Method Of Representation In Industrial Computerized Tomography"- The 6-th Joint PS-APS International Conference on Physics Computing, Lugano, Switzerland, august 22-26 1994:
  • R.A. BROOKS & G. DI CHIRO , "Principles of Computer Assisted Tomography (CAT) in Radiographic and Radioisotopic Imaging ", Phys.Med.Biol. , 1976
  • Trevor York [+] Author Affiliations "Status of electrical tomography in industrial applications", J. Electron. Imaging. 10(3), 608-619 (Jul 01, 2001). doi:10.1117/1.1377308