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Come si interfaccia con l’additive manufacturing?

Come si interfaccia con l’additive manufacturing?

La tomografia industriale è la tecnologia reciproca della costruzione additiva. Consente di passare con accuratezza micrometrica dal componente reale alla sua matematica digitale, sezione per sezione, esattamente come l’additive manufacturing permette di produrre direttamente, strato per strato, un componente di cui si ha il disegno CAD. Questa stretta relazione concettuale rende la tomografia la tecnologia ideale per la verifica e l’ottimizzazione progettuale dei componenti costruiti in additive.
Può essere utilizzata per analisi metallurgiche?

Può essere utilizzata per analisi metallurgiche?

La tomografia discrimina principalmente la densità dei materiali scansionati. Permette quindi di distinguere inclusioni e segregazioni micrometriche a condizione che queste siano di dimensioni maggiori rispetto alla definizione dell’immagine e che la loro densità si discosti sufficientemente da quella del materiale base. Fasi differenti ma di densità fra loro simile possono essere discriminate utilizzando filtri di forma automatizzati. Per ottenere il miglior risultato, le applicazioni metallurgiche richiedono l’utilizzo di tubi nanofocus (0,5-0,8 micrometri di macchia focale) e la preparazione di campioni dimensionalmente nell’ordine del millimetro cubo.
Quale valore aggiunto fornisce alla failure analysis?

Quale valore aggiunto fornisce alla failure analysis?

Permettendo di rilevare in modo non distruttivo e con definizione micrometrica tutti i difetti volumetrici e lineari presenti nell’oggetto ispezionato, la tomografia industriale è uno strumento eccezionale per la failure analysis. L’immagine volumetrica completa del componente fornisce un quadro d’insieme rispetto al quale tutte le ulteriori indagini possono essere contestualizzate. Si possono così programmare le analisi distruttive con la certezza di focalizzarsi sulle aree di massimo interesse e di non causare perdita di informazione. La tomografia industriale può in questo ambito essere considerata come la TAC medica prima dell’intervento chirurgico.
Come può assistere il controllo qualità?

Come può assistere il controllo qualità?

La tomografia permette di mantenere controllato il prodotto dall’accettazione materiale fino all’immissione sul mercato. È la tecnologia ideale per l’approfondito controllo delle forniture, sia per la validazione di nuovi fornitori sia per la verifica a campione dei lotti. Il carattere non distruttivo ne permette poi l’impiego prima e dopo i test di sollecitazione, in modo da valutarne al meglio gli effetti sui componenti critici e misurare l’avanzamento di usura e fatica. Il controllo tomografico, essendo visivo e 3-D, è molto efficace anche per il marketing e può essere utilizzato per attestare l’assoluta qualità dei propri prodotti.
Come può ottimizzare i processi produttivi?

Come può ottimizzare i processi produttivi?

La tomografia permette di rilevare tutte le difettosità tipiche dei processi fusori, di stampaggio, di forgiatura, di saldatura e di sinterizzazione. L’analisi volumetrica permette di validare le simulazioni CAE di processo confrontandole con l’effettivo output di produzione, mentre il rilievo dimensionale micrometrico consente di valutare con esattezza i ritiri e gli scostamenti dalla geometria CAD. È così possibile velocizzare la messa a punto del processo e ridurre il numero di iterazioni di prototipazione. Nel caso di polimeri rinforzati in fibra, è possibile rilevare la corretta distribuzione dei rinforzi, indagarne l’orientamento, indicativo del flusso di stampaggio, e individuare le reali superfici di giunzione dei flussi.
Come può assistere la ricerca e sviluppo?

Come può assistere la ricerca e sviluppo?

Grazie al controllo funzionale, difettologico e dimensionale rapido e completo, la tomografia industriale permette di rilevare tempestivamente le criticità, prima dei test di validazione. In seguito all’implementazione degli accorgimenti correttivi, ulteriori scansioni permettono di verificare i miglioramenti aumentando la confidenza ingegneristica sul prodotto e la probabilità di successo ai test di accettazione. La rapidità di questo circuito di controllo permette inoltre di diminuire i tempi di sviluppo.
È possibile eseguire scansioni dinamiche rilevando le variazioni nel tempo?

È possibile eseguire scansioni dinamiche rilevando le variazioni nel tempo?

North Star Imaging è l’unico produttore di sistemi tomografici in grado di eseguire scansioni dinamiche 4-D, cioè scansioni che rilevano anche le variazioni nel tempo. Potendo navigare i diversi istanti temporali, oltre alle sezioni spaziali nelle tre dimensioni, è possibile ispezionare anche la cinematica dei meccanismi interni. Un’importante applicazione della tomografia 4-D nell’industria petrolifera è attualmente lo studio del movimento dei fluidi all’interno delle rocce minerarie.
È possibile eseguire scansioni in condizioni ambientali controllate?

È possibile eseguire scansioni in condizioni ambientali controllate?

I tomografi North Star Imaging sono predisposti per ospitare attrezzature accessorie di vario tipo e possono essere personalizzati in base alle esigenze del cliente.
È possibile verificare l’intera geometria di un componente senza limitarsi a singole quote?

È possibile verificare l’intera geometria di un componente senza limitarsi a singole quote?

Rilevando l’intera geometria reale interna ed esterna del componente, è possibile sovrapporla con il disegno CAD di progetto ed evidenziarne gli scostamenti in scala di colore. Indicando le tolleranze è così possibile eseguire il controllo dimensionale direttamente per confronto in un’unica elaborazione di post processing.
È possibile scansionare gli assemblati meccanici per verificarne il corretto montaggio?

È possibile scansionare gli assemblati meccanici per verificarne il corretto montaggio?

La tomografia permette di ispezionare gli assemblati nella loro configurazione di utilizzo, rilevandone le reali deformazioni e le modalità di funzionamento, caratteristiche che sarebbero invece perse disassemblando i singoli componenti. In più di un’occasione la scansione tomografica, eseguita per rilevare un determinato difetto, ha permesso di individuare anche difettosità insospettate e di porvi rimedio prima che queste si manifestassero con ritorni dal mercato.
Quanto tempo occorre per una scansione?

Quanto tempo occorre per una scansione?

La durata di una scansione è molto variabile a seconda delle dimensioni e della densità del componente, oltre che della definizione richiesta e dello scopo dell’indagine. Solitamente il tempo macchina è compreso fra i 10 e i 40 minuti ma, in casi estremi, si è arrivati fino a 6 secondi per applicazioni in linea e ad alcune ore per scansioni ad alta definizione di grandi componenti.
Qual è la definizione raggiungibile?

Qual è la definizione raggiungibile?

La definizione è funzione della dimensione del componente e della potenza energetica necessaria ad attraversarlo. Minori sono le dimensioni del campione più è possibile aumentare la definizione sfruttando l’ingrandimento geometrico. Inoltre,  minore è la potenza necessaria più è possibile mantenere focalizzato il fascio RX. Con il tubo microfocus tipicamente la definizione può variare fra i 5 e i 100 micrometri.
Quali sono le massime dimensioni ispezionabili?

Quali sono le massime dimensioni ispezionabili?

La massima dimensione degli oggetti ispezionabili è limitata innanzitutto dalle dimensioni del bunker, che deve poter ospitare il componente. In secondo luogo, gli assi di movimentazione devono garantire che il volume interno alla macchina sia effetivamente utilizzabile per scansionare interamente l’oggetto ospitato. Occorre quindi distinguere fra volume ospitabile e volume scansionabile. Grazie all’utilizzo di un manipolatore a sette gradi di libertà, il tomografo X5000 CT installato in TEC Eurolab può scansionare componenti fino a 450 mm di diametro e 1200 mm di altezza.
Quali sono i materiali e gli spessori analizzabili?

Quali sono i materiali e gli spessori analizzabili?

Tutti i materiali solidi sono ispezionabili e tutti i liquidi sono rilevabili. Possono essere eseguite scansioni anche di assemblati multimateriale. Il parametro principale che definisce la penetrabilità ai raggi X è la densità, pertanto più i materiali sono leggeri maggiore è lo spessore ispezionabile con buona definizione. Con il tubo microfocus da 240 kV si possono attraversare fino a 2-3 cm di acciaio e 8-12 cm di alluminio, mentre non si hanno particolari limitazioni sui materiali polimerici. Per spessori maggiori sono disponibili tubi minifocus ad alto voltaggio (450-600 kV).
Quali sono le principali applicazioni?

Quali sono le principali applicazioni?

Le funzionalità della tomografia industriale comprendono l’analisi difettologica non distruttiva, il rilievo dimensionale interno ed esterno, il reverse engineering, l’analisi delle strutture composite, lo studio funzionale di assemblati e la failure analysis. Altre applicazioni sono attualmente oggetto di ricerca e vengono messe a punto su richiesta specifica del cliente.
L’utilizzo dei raggi X comporta rischi?

L’utilizzo dei raggi X comporta rischi?

I tomografi North Star Imaging rispettano tutti i requisiti di sicurezza europei e internazionali. La schermatura del bunker blocca completamente le radiazioni e gli operatori possono lavorare continuativamente a fianco della strumentazione, senza neanche necessità di indossare dosimetri personali. Il campione rimane assolutamente inalterato.
Cosa distingue la tomografia industriale dalle altre tecniche d’indagine?

Cosa distingue la tomografia industriale dalle altre tecniche d’indagine?

La tomografia industriale a raggi X è l’unica tecnica d’indagine non distruttiva in grado di fornire la completa informazione volumetrica dell’oggetto scansionato. L’immagine 3-D, navigabile in sezione, permette di rilevare tutte le difettosità presenti nel componente e di verificarne le caratteristiche dimensionali con precisione micrometrica.
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