Entrevista con el Dr. Uwe Hilpert, gerente de producto de CT
La tomografía computarizada (TC) industrial funciona como una tomografía computarizada médica con rayos X. Durante el proceso de exploración, el paciente, o el objeto de medición, es irradiado con rayos X desde diferentes ángulos. Las imágenes de rayos X bidimensionales se registran mediante un detector plano ubicado frente a la fuente de rayos X y se almacenan en la memoria de una computadora.
La principal diferencia entre la tomografía computarizada industrial y la tomografía computarizada médica es que el objeto gira alrededor del paciente en lugar de girar todo el sistema de tomografía computarizada. La gran ventaja de esto es que un sistema de tomografía computarizada industrial es, por lo tanto, mucho más compacto. En este caso, el objeto de medición solo se coloca en una plataforma giratoria en lugar de empujar al paciente durante toda la tomografía computarizada.
En ambos casos, el tomógrafo actúa como un escáner para la recopilación de datos, que digitaliza el objeto de medición. Después de la tomografía computarizada, el resultado de la medición está disponible en la memoria de la computadora. El resultado de la medición son imágenes bidimensionales que se han ensamblado (reconstruido) para formar una pila de imágenes tridimensionales. Esta pila de imágenes ahora se puede cortar prácticamente en cualquier dirección mediante software y se pueden mostrar las imágenes seccionales. Estas imágenes seccionales proporcionan una vista detallada del interior del objeto de medición.
Según la aplicación, se utiliza un software específico para analizar y evaluar los datos. El software exacto depende de la aplicación respectiva. WENZEL apoya a los usuarios con su software interno. Dependiendo de la aplicación, el software WM | PointMaster 4 CT o el software WM | Quartis son adecuados de forma individual o adicional. Además, el uso de interfaces estándar es compatible con todos los programas habituales del mercado.
El WM | PointMaster 4 CT de WENZEL se centra en la visualización y evaluación de datos de tomografía computarizada, mientras que WM | Quartis se centra en la evaluación metrológica de las tolerancias de forma y posición durante la producción. Lo especial del software WENZEL es que todos los programas de WENZEL funcionan con todo el hardware de WENZEL. Esto permite soluciones de automatización multihardware utilizando el hardware y el software de WENZEL. Las ventajas de esta solución son los bajos costos de capacitación y la rápida capacitación de los usuarios.
El uso de la tomografía computarizada industrial es muy diverso. En el área de los llamados ensayos no destructivos de materiales, la tarea de la tomografía computarizada es obtener información sobre la estructura interna de un material. El análisis de materiales es particularmente importante para identificar los defectos en el material de un componente en una fase temprana antes de que provoquen un fallo mecánico del componente en uso. - ¡Una enorme ganancia de seguridad!
La detección y el análisis de defectos en los materiales no son de ninguna manera la única aplicación de la tomografía computarizada. Una vez que se ensambla un componente más complejo a partir de piezas individuales, pueden producirse más errores en la interacción de las partes individuales, que pueden identificarse mediante la tomografía computarizada.
Sin embargo, esto está lejos del final del uso de la tomografía computarizada. Los dispositivos de tomografía computarizada especiales, que están diseñados para ofrecer la máxima precisión, abren más posibilidades. La tarea de la tecnología de medición en el control de calidad de las empresas de fabricación es evaluar la precisión dimensional de los componentes. De este modo, se pueden evitar los componentes producidos de forma defectuosa antes de instalarlos en componentes más complejos. Un aspecto extremadamente importante para reducir los costos de producción.
La ventaja única de la tomografía computarizada cuando se usa en la tecnología de medición es que, en comparación con la tecnología de medición convencional, puede capturar no solo la superficie accesible, sino también todas las áreas del interior del componente. Todas las tecnologías convencionales utilizadas en la tecnología de medición, como los escáneres ópticos o táctiles, no pueden detectar ni evaluar áreas dentro de los componentes. En el caso de componentes geométricamente complejos, o componentes, o materiales transparentes, prácticamente solo se pueden utilizar escáneres de tomografía computarizada como sistemas de medición.
Por último, pero no por ello menos importante, estos sistemas de tomografía computarizada metrológica, en combinación con otras tecnologías de fabricación, crean nuevas y adicionales áreas de aplicación. Una vez digitalizada la geometría del componente en la memoria del ordenador tras una tomografía computarizada, los datos se pueden devolver al diseño mediante un software especial. Este proceso se conoce como «ingeniería inversa».
WENZEL utiliza su software interno «WM | PointMaster 4 CT» para todas las aplicaciones en el área de los ensayos no destructivos. Gracias a su estructura modular, el software suele ser la solución más flexible y, además, muy fácil de usar. Hay módulos que se centran en la evaluación y visualización de datos de tomografía computarizada, así como en el análisis de inclusiones y vacíos. WM | PointMaster le permite editar nubes de puntos trianguladas, así como editar datos CAD. En el módulo de tecnología de medición, el objetivo es o la comparación se puede realizar con una pantalla a color falso. Lo mismo se aplica al análisis o a las dimensiones del espesor de las paredes. Los módulos para la ingeniería inversa de los datos de tomografía computarizada y la compensación de la contracción y la distorsión de los moldes en el sector de la fundición o en la fabricación aditiva completan las funciones del software.
Además de los rayos X, también se pueden usar rayos de neutrones o rayos gamma para la tomografía. Sin embargo, estos últimos solo se utilizan ocasionalmente en aplicaciones industriales cuando se trata de objetos de medición extremadamente densos o muy grandes.
La tomografía industrial puede examinar una amplia gama de objetos y materiales, incluidos metales, plásticos, cerámicas, materiales compuestos y más. El tamaño, el peso y el material son decisivos para la resolución y la penetración. Se prefieren los componentes con densidades más bajas porque se pueden escanear muy rápidamente y con buena calidad.
Los tomógrafos pueden detectar porosidad, grietas, inhomogeneidades, inclusiones y cuerpos extraños. La tecnología distingue los defectos en función de su densidad, forma y posición en el material. Los materiales se pueden diferenciar entre sí por sus tonalidades de gris o brillo. Las áreas más densas se muestran de forma más brillante que las áreas menos densas.
¿Por qué elegir este método y no otro método de prueba no destructivo, como las pruebas de rayos X o las pruebas ultrasónicas?
En comparación con otros métodos de pruebas no destructivas, como las pruebas de rayos X 2D o las pruebas ultrasónicas, la tomografía ofrece una representación 3D completa del resultado de la medición con la diferenciación de los materiales. Por lo tanto, esto permite inspeccionar geometrías de componentes complejas utilizando software y métodos de tecnología de medición por coordenadas. Ningún otro método de inspección no destructivo puede ofrecer eso.
Los sistemas CT de WENZEL pueden lograr altas tasas de inspección que son compatibles con las tasas de producción. En ciertas aplicaciones, para componentes con densidades bajas, como en el sector del plástico, la producción en serie se puede medir a la misma velocidad. La duración del ciclo de la tomografía computarizada es de unos pocos minutos y el tiempo de ciclo por pieza es de unos pocos segundos. Los sistemas de palets se adaptan individualmente a las necesidades específicas de los clientes en términos de producción de piezas.
La solución de software WENZEL permite utilizar todos los sistemas CT de WENZEL durante la producción para la supervisión de los procesos. Una de las principales ventajas para las empresas que tienen productos en el sector médico es especialmente destacable. WENZEL apoya a los fabricantes de dispositivos médicos certificando el software para la supervisión de los procesos de acuerdo con las normas de la FDA («Administración de Alimentos y Medicamentos») de los EE. UU.
WENZEL Group GmbH & Co. KG, como fabricante desde hace mucho tiempo de máquinas de medición de coordenadas táctiles de alta precisión y escáneres ópticos rápidos, ofrece tomógrafos computarizados de rayos X industriales calibrables metrológicamente. Esto es exactamente para lo que se crearon los distintos WENZELS Modelos eXact desarrollado. Todos los modelos EXACT se caracterizan por el máximo rendimiento de rayos X en el espacio más pequeño y son fáciles y seguros de operar. Dependiendo de los requisitos, se utiliza una solución, desde la unidad de escritorio eXact S hasta el dispositivo universal eXact U de 300 kV.
eso eXact S El modelo de mesa es un dispositivo de tomografía computarizada con microfoco fácil de usar, equipado con una fuente de rayos X de alta resolución y estable a largo plazo. Impresiona por su resolución máxima de alrededor de 3,5 µm, su capacidad de calibración metrológica con una precisión (MPEE) de 6,9 µm y una impresionante salida de rayos X de 130 kV. Sin necesidad de conexiones secundarias, como agua o aire comprimido, el dispositivo se puede utilizar en cualquier lugar donde las tomografías computarizadas convencionales sean simplemente demasiado grandes y pesadas, para objetos de medición más pequeños o espacios reducidos. El funcionamiento económico con intervalos de mantenimiento de un año completa las ventajas del dispositivo.
En el área de los sistemas EXACT de tamaño mediano, los modelos configurables de manera flexible permiten eXact M y eXact L, configuraciones para tubos de rayos X de 150 kV para una alta resolución o 225 kV para un alto rendimiento. El sistema de microenfoque eXact L 150 alcanza resoluciones en el rango de unos pocos micrómetros, aproximadamente entre 3,5 µm y 4 µm. Con el eXact M 225 y el eXact L 225, las potencias de rayos X extremadamente altas de hasta 225 kV y 1600 W son impresionantes. Los sistemas se complementan con una gama de detectores rápidos con una resolución de hasta 3000 K.
El dispositivo universal Exacto U puede equiparse con tubos de rayos X con microfoco de 225 kV o 300 kV. La serie de modelos se puede calibrar de acuerdo con la norma ISO 10360/VDI2670 y no solo alcanza resoluciones en el rango micrométrico inferior, sino también una precisión calibrada en el rango de MPEE de alrededor de 10 µm. Hay varios detectores 4K/3K rápidos o de alta resolución disponibles a pedido del cliente. El eXact U también está disponible con dos puertas para una carga y descarga rápidas.
Dr. Uwe Hilpert | Director de producto de CT | Teléfono: +49 6020 201-3803
uwe.hilpert@wenzel-group.com | www.wenzel-group.com
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