Precisione della stampa 3d e TAC tomografia computerizzata a raggi X

La tomografia computerizzata a raggi X, nota anche come TC o TAC, è stata utilizzata per anni in campo medico. Più di recente, i produttori hanno iniziato a usarlo per misurare le dimensioni geometriche di una parte, incluse le caratteristiche interne ed esterne. Viene spesso utilizzato nella produzione additiva per misurare in modo non distruttivo parti complesse. In una tesi dal titolo ” Studi di metrologia dimensionale con TAC a raggi X “, una studentessa dell’Università della Carolina del Nord di Charlotte Herminso Villarraga Gómez conduce diversi esperimenti che valutano le prestazioni delle misurazioni CT a coni e le loro stime di incertezza, confrontandole con misure di riferimento per lo più ottenute da macchine di misura a coordinate tattili (CMM).

Gómez sottolinea che il campo della metrologia CT deve ancora affrontare sfide nel tentativo di stimare le incertezze di misura, “principalmente a causa della pletora di fattori che influenzano il processo di misurazione della TAC”. La sua tesi tenta di comprendere ulteriormente il ruolo delle variabili che influenzano la precisione e accuratezza delle misure dimensionali CT. Le principali variabili CT indaga sono temperatura nel X – raggi recinzione CT, numero di proiezioni per una TAC, orientamento inclinazione pezzo campione ingrandimento dell’immagine, influenze spessore del materiale, dopo software – filtrazione, determinazione soglia e strategie di misurazione.

In alcuni esperimenti, Gómez ha confrontato i risultati con le simulazioni eseguite nel software Matlab e con un altro strumento di simulazione chiamato Dreamcaster.

“Per le dimensioni di caratteristiche geometriche che vanno da 0,5 mm a 65 mm, un confronto  tra le misurazioni dimensionali CT e CMM, eseguite a condizioni ottimizzate, in genere ha  portato a differenze di circa 5 μm o meno per i dati associati alla lunghezza s(lunghezza, larghezza, altezza e diametri) e circa da 5 a 50 μm per i dati associati alle  misure della forma, mentre le incertezze espanse calcolate per le misurazioni della CT variavano  da 1 a oltre 50 μm “, afferma.
Ha anche valutato i metodi per stimare l’incertezza di misura della scansione TC. Presenta uno studio approfondito delle metriche utilizzate per i test di competenza, compresi i test di coerenza statistica (test di ipotesi nulla) eseguiti con la simulazione Monte Carlo, e li applica ai risultati di due recenti confronti interlaboratorio CT.

“In particolare , è dimostrato che l’uso dell’Em metric nello stato attuale dei confronti interlaboratorio CT potrebbe essere difficile da interpretare  se usato per valutare le prestazioni e / o la consistenza statistica dei set di misurazione CT”, continua.

Lo studio di Gómez è importante quando applicato alla produzione additiva perché, in particolare in settori come quello aerospaziale, la precisione delle parti è della massima importanza. È necessario stabilire un metodo di misurazione impeccabile e la scansione CT ha un grande potenziale ed è già ampiamente utilizzata. Ma non è perfetto, come sottolinea Gómez, e la sua tesi tenta di valutare e comprendere meglio i suoi limiti.

Uno dei vantaggi della produzione additiva è che può creare parti con geometrie complesse, sia interne che esterne, e che possono essere difficili da misurare, soprattutto in modo non distruttivo. Il controllo qualità per la stampa 3D è ancora problematico per molte parti. La scansione CT è un metodo ampiamente affidabile per misurare i complicati canali interni e le caratteristiche per cui è nota la produzione additiva, e il lavoro di Gómez è un grande passo avanti per renderlo ancora più affidabile.

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