Tomografia Industriale: L'eccellenza nei Controlli non Distruttivi

L’ECCELLENZA NEI CONTROLLI NON DISTRUTTIVI
TOMOGRAFIA INDUSTRIALE

M. Reggiani - M. Moscatti
TEC Eurolab Srl - Campogalliano (MO)

Nel 1979 l'ingegnere inglese Godfrey Hounsfield e il fisico sudafricano Allan Cormack furono insigniti del premio Nobel  per  la  medicina  per  aver  ideato  e  realizzato  la  prima  tomografia  assiale  computerizzata (Computer Tomography,  TAC  o  CT).  Utilizzata  per  lo  studio  medico,  prima  della  struttura  del  cranio  e successivamente  del  torace  e  dell’addome,  la  tomografia  assiale  si  è  rapidamente  affermata  come strumento  irrinunciabile  per  la  ricerca  e  la  diagnosi.  Grazie  alle  enormi  potenzialità,  tale  tecnologia  ha trovato fin da subito l’interesse del settore militare e della difesa che, a fronte di ingenti investimenti, ha aperto la strada alla sua applicazione in ambito industriale.

Negli ultimi anni l’aumento esponenziale della potenza di calcolo e l’affinamento delle tecnologie connesse ne  ha  incrementato  notevolmente  la  risoluzione  fino  a  scale  micrometriche.  Oggi,  le  grandi  dimensioni ispezionabili e la flessibilità dei sistemi tomografici, insieme all’altissima definizione dell’analisi, collocano la tomografia fra le tecniche d’avanguardia nei controlli non distruttivi.
I materiali ispezionabili sono i più vari, da componenti metallici solidi e massivi ad assemblati polimerici e materiali compositi, mentre le applicazioni coprono i campi più disparati. Si va dal controllo dimensionale (interno ed esterno) al controllo difettologico e alla failure analysis, dallo studio funzionale di assemblati al reverse engineering. Il tutto senza dover in nessun modo aprire, sezionare o manipolare il pezzo stesso, ulteriore  nota  d’interesse  per  le  funzioni  R&D,  validazione  processi  e  prodotti,  engineering  e  controllo qualità.

Il  principio  di  funzionamento  consiste  nel  raccogliere  e  registrare  molteplici  proiezioni  radiografiche  del componente  in  ispezione. Questo  si  realizza  ponendo  l’oggetto  su una  tavola rotante  e  radiografandolo mentre è posto in rotazione. Le migliaia di radiografie acquisite dal detector digitale vengono poi elaborate dal software di ricostruzione che restituisce l’immagine volumetrica del componente, comprensiva di tutti i dettagli interni.

La  tomografia  può  quindi  essere  detta  la  tecnologia  reciproca  della  costruzione  additiva:  consente  di passare  con  elevata  accuratezza  (alcune  decine  di  micron)  dal  componente  reale  alla  sua  matematica digitale, sezione per sezione, esattamente come il rapid prototyping permette di produrre direttamente, strato per strato, un componente partendo dal suo disegno CAD.

La  funzionalità  della  tecnica  può  essere  al  meglio  mostrata  proponendone  alcune  immagini  da  casi applicativi:

Per effettuare tali indagini TEC Eurolab ha utilizzato strumentazione d’avanguardia:

Si noti che la qualità dell’attrezzatura è senza dubbio importante ma, data la complessità degli argomenti trattati e il potenziale della tecnologia, un ruolo centrale lo giocano gli operatori con il loro know how. Per valorizzare questa tecnica d’avanguardia e poterla utilizzare nel fornire il miglior supporto al cliente, non è infatti sufficiente saper “far andare la macchina”. È indispensabile che i tecnici incaricati delle scansioni e delle interpretazioni operino all’interno di un sistema integrato, che metta loro a disposizione ampie conoscenze e competenze: da nozioni sui materiali, oltre che sui processi di produzione e trasformazione, a nozioni di controllo dimensionale e di progettazione. Un percorso di qualifica degli operatori tomografici può essere intrapreso in parallelo. A tale scopo le  linee guida SNT TC 1A identificano un iter di formazione specifico per l’addestramento e la successiva certificazione del personale in ambito tomografico.

In conclusione, in ciascun caso applicativo mostrato, così come in molti altri casi curati da TEC Eurolab, si constata come la tomografia fornisca un servizio avanzato che consente alle aziende di aumentare la conoscenza dettagliata dei propri prodotti e processi e di poterli quindi migliorare in maniera efficiente riducendo i costi di ricerca e sviluppo, aumentando l’efficacia del controllo qualità e riducendo il time to market di nuovi prodotti.