التصوير المقطعي الصناعي
التصوير المقطعي الصناعي هو أي عملية تصوير مقطعي بمساعدة الكمبيوتر ، وعادة ما يكون التصوير المقطعي بالأشعة السينية ، والذي يستخدم الإشعاع لإنتاج تمثيلات داخلية وخارجية ثلاثية الأبعاد لجسم ممسوح ضوئيًا. تم استخدام التصوير المقطعي الصناعي في العديد من مجالات الصناعة للفحص الداخلي للمكونات. كانت بعض الاستخدامات الرئيسية للتصوير المقطعي الصناعي هي اكتشاف العيوب وتحليل الأعطال والقياس وتحليل التجميع وتطبيقات الهندسة العكسية . [1] [2] تمامًا كما هو الحال في التصوير الطبي ، يشمل التصوير الصناعي كلًا من التصوير الشعاعي غير المقطعي ( التصوير الشعاعي الصناعي ) والتصوير الشعاعي المقطعي المحوسب (التصوير المقطعي المحوسب).
أنواع الماسحات الضوئية
المسح الشعاعي الخطي هو العملية التقليدية للمسح المقطعي الصناعي. [3] يتم إنتاج الأشعة السينية ويتم تجميع الشعاع لإنشاء خط. ثم يتم نقل شعاع الأشعة السينية الخطي عبر الجزء ويتم جمع البيانات بواسطة الكاشف. ثم يتم إعادة بناء البيانات لإنشاء عرض ثلاثي الأبعاد للجزء.
في مسح الشعاع المخروطي ، يتم وضع الجزء المراد مسحه على طاولة دوارة. [3] ومع دوران الجزء، ينتج مخروط الأشعة السينية عددًا كبيرًا من الصور ثنائية الأبعاد التي يجمعها الكاشف. ثم تتم معالجة الصور ثنائية الأبعاد لإنشاء عرض ثلاثي الأبعاد للحجم الهندسي الخارجي والداخلي للجزء.
تاريخ
تم تقديم تقنية التصوير المقطعي المحوسب الصناعي في عام 1972 مع اختراع ماسح التصوير المقطعي المحوسب للتصوير الطبي بواسطة جودفري هونسفيلد . وقد أكسبه هذا الاختراع جائزة نوبل في الطب، والتي تقاسمها مع آلان ماكليود كورماك . [4] [5] وقد سمحت العديد من التطورات في التصوير المقطعي المحوسب باستخدامه في المجال الصناعي للقياس بالإضافة إلى الفحص البصري المستخدم في المقام الأول في المجال الطبي ( التصوير المقطعي المحوسب الطبي ).
تقنيات التحليل والتفتيش
تتضمن استخدامات وتقنيات التفتيش المختلفة مقارنات الأجزاء بالتصميم بمساعدة الكمبيوتر، ومقارنات الأجزاء بالأجزاء، وتحليل التجميع والعيوب، وتحليل الفراغات، وتحليل سمك الجدار، وإنشاء بيانات التصميم بمساعدة الكمبيوتر. يمكن استخدام بيانات التصميم بمساعدة الكمبيوتر في الهندسة العكسية ، وتحليل الأبعاد الهندسية والتسامح، والموافقة على أجزاء الإنتاج. [6]
حَشد
أحد أكثر أشكال التحليل المعترف بها باستخدام التصوير المقطعي المحوسب هو التجميع أو التحليل البصري. يوفر التصوير المقطعي المحوسب رؤية داخل المكونات في وضع عملها، دون تفكيك. تسمح بعض برامج الكمبيوتر للتصوير المقطعي المحوسب الصناعي بأخذ القياسات من عرض حجم مجموعة بيانات التصوير المقطعي المحوسب. هذه القياسات مفيدة لتحديد الخلوص بين الأجزاء المجمعة أو أبعاد ميزة فردية.
كشف الفراغات والشقوق والعيوب
تقليديًا، يتطلب تحديد العيوب والفراغات والشقوق داخل الجسم إجراء اختبارات تدميرية. يمكن للمسح المقطعي المحوسب اكتشاف الميزات والعيوب الداخلية وعرض هذه المعلومات بتقنية ثلاثية الأبعاد دون تدمير الجزء. يستخدم المسح المقطعي المحوسب الصناعي (الأشعة السينية ثلاثية الأبعاد) للكشف عن العيوب داخل جزء مثل المسامية، [7] أو الشوائب، أو الشق. [8] كما تم استخدامه للكشف عن أصل وانتشار الأضرار في الخرسانة. [9]
عادةً ما تكون مكونات الصب المعدني والبلاستيك المصبوب عرضة للمسامية بسبب عمليات التبريد والانتقالات بين الجدران السميكة والرفيعة وخصائص المواد. يمكن استخدام تحليل الفراغات لتحديد وقياس وتحليل الفراغات داخل المكونات البلاستيكية أو المعدنية.
تحليل الأبعاد والتسامحات الهندسية
تقليديًا، بدون الاختبار التدميري، تم إجراء القياس الكامل فقط على الأبعاد الخارجية للمكونات، مثل باستخدام آلة قياس الإحداثيات (CMM) أو باستخدام نظام الرؤية لرسم خرائط الأسطح الخارجية. تتطلب طرق التفتيش الداخلية استخدام الأشعة السينية ثنائية الأبعاد للمكون أو استخدام الاختبار التدميري. يسمح المسح المقطعي المحوسب الصناعي بالقياس الكامل غير المدمر. مع التعقيد الهندسي غير المحدود، تسمح الطباعة ثلاثية الأبعاد بإنشاء ميزات داخلية معقدة دون التأثير على التكلفة، ولا يمكن الوصول إلى هذه الميزات باستخدام آلة قياس الإحداثيات التقليدية. أول قطعة أثرية مطبوعة ثلاثية الأبعاد تم تحسينها لتوصيف الشكل باستخدام التصوير المقطعي المحوسب [10]
طرق العناصر المحدودة المعتمدة على الصور
تقوم طريقة العناصر المحدودة القائمة على الصور بتحويل بيانات الصور ثلاثية الأبعاد من التصوير المقطعي بالأشعة السينية مباشرةً إلى شبكات لتحليل العناصر المحدودة . تشمل فوائد هذه الطريقة نمذجة الأشكال الهندسية المعقدة (مثل المواد المركبة) أو نمذجة المكونات "كما هي مصنعة" بدقة على نطاق صغير. [11]
الاتجاهات والتطورات
من المتوقع أن يصل حجم سوق التصوير المقطعي الصناعي إلى 773.45 مليون دولار أمريكي إلى 1116.5 مليون دولار أمريكي بين عامي 2029 و2030. تُظهر الاتجاهات الإقليمية أنه من المتوقع حدوث نمو قوي في السوق، وخاصة في منطقة آسيا والمحيط الهادئ، ولكن أيضًا في أمريكا الشمالية وأوروبا، بسبب لوائح السلامة الصارمة والصيانة الوقائية للمعدات الصناعية. [12] [13] يتم دفع النمو في المقام الأول من خلال التطوير المستمر لأجهزة وخدمات التصوير المقطعي التي تمكن من الاختبار الدقيق وغير المدمر للمكونات. تعمل الابتكارات مثل استخدام الذكاء الاصطناعي لتحليل الأخطاء الآلية وتطوير أنظمة التصوير المقطعي المحمول على توسيع الاحتمالات. [14]
انظر أيضا
- التصوير المقطعي المحوسب
- التصوير الشعاعي الصناعي
- التصوير المقطعي المخروطي ، تطبيقات في مراقبة الجودة والقياس .
- الهندسة العكسية للوحات الدوائر المطبوعة ، تطبيق التصوير المقطعي الصناعي لتصوير لوحات الدوائر المطبوعة بطريقة غير مدمرة.
مراجع
- ^ Flisch, A., et al. Industrial Computer Tomography in Reverse Engineering Applications. DGZfP-Proceedings BB 67-CD Paper 8, Computerized Tomography for Industrial Applications and Image Processing in Radiology, March 15–17, 1999, Berlin, Germany.
- ^ وودز، سوزان. "فحص الأشعة المقطعية ثلاثية الأبعاد يوفر رؤية كاملة للأجزاء الدقيقة"، 1 نوفمبر 2010.
- ^ ab Hofmann, J., Flisch, A., Obrist, A., Adaptive CT scan-mesh based optimisation methods for industrial X-ray computer tomography applications. NDT&E International (37), 2004, pp. 271–278.
- ^ زوفان، بهمن. "التصوير المقطعي ثلاثي الأبعاد – أداة هندسية قوية" محفوظ في 2011-07-07 على موقع واي باك مشين . تقنيات المسح الضوئي ثلاثي الأبعاد. 5 يوليو 2010.
- ^ نويل، جوليان. "مزايا التصوير المقطعي المحوسب في المسح ثلاثي الأبعاد للأجزاء الصناعية" محفوظ في 2011-07-07 على موقع واي باك مشين . 18 أغسطس 2010.
- ^ "تقليل تكاليف فحص ما قبل الإنتاج باستخدام التصوير المقطعي الصناعي". مجلة Micro Manufacturing لصناعة تكنولوجيا التصنيع الدقيق العالمية، أغسطس 2010.
- ^ لامبرت، جيه؛ تشامبرز، آر؛ سينكلير، آي؛ سبيرينج، إس إم (2012). "توصيف الضرر ثلاثي الأبعاد ودور الفراغات في إجهاد مواد شفرات توربينات الرياح". علوم وتكنولوجيا المركبات . 72 (2): 337. doi :10.1016/j.compscitech.2011.11.023.
- ^ Bull, DJ; Helfen, L.; Sinclair, I.; Spearing, SM; Baumbach, T. (2013). "مقارنة بين تقنيات الفحص المقطعي بالأشعة السينية ثلاثية الأبعاد متعددة المقاييس لتقييم أضرار تأثير مركبات ألياف الكربون" (PDF) . علوم وتكنولوجيا المركبات . 75 : 55– 61. doi :10.1016/j.compscitech.2012.12.006.
- ^ جوشي، نيرمال راج؛ ماتسوموتو، أيومو؛ أساموتو، شينغو؛ مييورا، تايتو؛ كاواباتا، يويتشيرو (2022-04-01). "التحقيق في السلوك الميكانيكي للخرسانة مع توسع تكوين الإترينجيت المتأخر الشديد مع التركيز على انتشار الضرر الداخلي تحت أنماط تحميل ضغطية مختلفة". الأسمنت والمركبات الخرسانية . 128 : 104433. doi : 10.1016/j.cemconcomp.2022.104433 . ISSN 0958-9465. S2CID 246514058.
- ^ شاه، باراس؛ راكاسان، رادو؛ بيلز، بول (2016-11-01). "مقارنة بين طرق التصنيع الإضافي المختلفة باستخدام التصوير المقطعي المحوسب". دراسات حالة في الاختبارات والتقييم غير المدمر . 6 : 69– 78. doi : 10.1016/j.csndt.2016.05.008 . ISSN 2214-6571.
- ^ إيفانز، إل إل إم؛ مارغيتس، إل؛ كاساليجنو، في؛ ليفر، إل إم؛ بوشيل، جيه؛ لو، تي؛ والوورك، إيه؛ يونج، بي؛ ليندمان، إيه (2015-05-28). "تحليل العناصر المحدودة الحرارية العابرة لوحدة ITER أحادية الكتلة من مركبات الكلوروفلوروكربون والنحاس باستخدام بيانات التصوير المقطعي بالأشعة السينية". فيوجن إنجينيرنج آند ديزاين . 100 : 100– 111. رمز Bibcode : 2015FusED.100..100E. doi : 10.1016/j.fusengdes.2015.04.048 . hdl : 10871/17772 .
- ^ "سوق التصوير المقطعي المحوسب الصناعي - التصوير المقطعي المحوسب - الحجم والحصة وتحليل الصناعة". www.mordorintelligence.com . Mordor Intelligence . تم الاسترجاع في 2024-04-11 .
- ^ "تقرير حجم سوق التصوير المقطعي المحوسب الصناعي، 2030". www.grandviewresearch.com . Grand View Research, Inc . تم الاسترجاع في 2024-04-11 .
- ^ "نظرة ثاقبة على الاتجاهات وتطور السوق والابتكارات التكنولوجية". www.microvista.de . Microvista GmbH. 2024-04-10 . تم الاسترجاع في 2024-04-11 .
