3Dプリントされたプラスチック製インペラの高解像度コンピュータ断層撮影FF35 CT計測 CADモデルと実際の対象物を比較するシステムにより、内部構造に関する明確な洞察と信頼性の高い品質結果が得られます。これは、わずか2分18秒という短時間で、自動評価アルゴリズムを用いて実現可能です。

CADモデル（左）－プラスチック製インペラの写真（中央）－実物と目標物の比較（右）

内部構造の詳細な分析

新しいMesoFocusチューブを搭載した汎用UX20 X線システムの性能はどうでしょうか？
私たちは、同じアルミニウム製の3Dプリント製インペラを使ったテストプロジェクトを開始しました。

X線技術は物体の内部構造を具体的に把握することを可能にし、コンピュータ断層撮影（CT）はスキャンされた試料の3次元仮想ツインを提供することで、内部構造内の任意の指定箇所における詳細な検査と測定を可能にします。かつて、産業用X線技術は主に部品内部の欠陥を検出し、製品の品質を確保するために使用されていました。今日のコンピュータ断層撮影は、生産だけでなく研究開発もサポートする詳細な材料分析を可能にします。市場には幅広い種類の部品と機能が揃っているため、ほぼすべての検査ニーズに対応できます。例えば、焦点スポットサイズが異なる最大600kVの最新X線管、コーンビームスキャン用の高解像度フラットパネル検出器、ファンビームスキャン用のライン検出器、最適な放射線検査のための多数の操作軸、大型物体に対応するさまざまな視野拡張、CTアーチファクトを低減するための画像強調ソフトウェアなどがあります。機械面とソフトウェア面の両方における最先端技術により、ナノメートル領域でも信頼性が高く再現性のある結果が得られます。

物体内部構造の解析と測定は、特に新しい積層造形技術の分野において非常に重要になっています。3Dプリンティングでは、他の製造技術では不可能な形状を作成できます。もともとは航空宇宙や自動車分野で材料、重量、ひいては燃料の節約のために用いられてきた構造的多様性は、現在では当時と同等、あるいはそれ以上に重要になっています。これらの構造物の品質と安全性を確認するには、できれば破壊せずに内部を観察する必要があります。これは製造方法の評価にも当てはまります。ここでは、AM（積層造形）とCT（コンピュータ断層撮影）が、研究から開発、そして生産に至るまで密接に連携しています。また、故障解析に加えて、詳細な測定作業は安定性と機能性を確認するための基礎となります。

技術の種類に関わらず、最高精度基準はすべての計測システムに適用されます。FF20システムCT計測 そしてFF35 CT計測 最適な安定性と耐熱性を備え、最も正確で再現性の高い結果を実現するように設計されています。これらは、VDI/VDE 2630「CTセンサーを備えた座標測定機に対するDIN EN ISO 10360の適用に関するガイドライン」に準拠しています。 FF35 CT計測 このプロジェクトで使用されているシステムの最大許容誤差はMPESD = 5.9 µm + L/75です。 FF35 CT計測計測作業においては、当社の汎用X線・CTシステムUX20が優れた性能を発揮します。UX20は主に過酷な環境下での生産関連用途向けに設計されていますが、コンパクトな設計と使いやすさを兼ね備えています。 Geminy オペレーティングソフトウェアは、実験室アプリケーションに多くの利点を提供します。

ステップ2では、新しいUX20を搭載した同じインペラを、毎回同じ設定で10回スキャンしました。 Comet MesoFocus 225 kVのX線管は、50 µm、100 µm、200 µmの3つの焦点スポットサイズで25 µmまでの解像度を提供します。インペラに最適な焦点スポットは100 µmでした。各3Dボリュームは、実績のあるアルゴリズムを使用してゴールデンサーフェスメッシュと比較されました。最良の結果を決定するために、比較はジオメトリベースで重み付けされました。明るい緑色のボリュームは、いわゆる「最適適合」を示しています。

第3段階では、それぞれ5×5mmの面積を持つ15個の関心領域（ROI）を定義し、そこで壁厚の測定を行った。各領域で最小および最大の壁厚を測定し、それぞれの結果を平均して、ゴールデンサーフェスメッシュと比較した。

以下の図が生成され、その上にゴールデンサーフェスメッシュの測定値の曲線が描かれています。 FF35 CT画像を重ね合わせたものを基準画像とした。わずかなずれは確かに予想範囲内であった。

検証のため、FF85 CTシステムのライン検出器を用いてさらに3回のスキャンを実施しました。ライン検出器を用いたスライスごとのスキャンはアーチファクトが最小限に抑えられるため、測定においてはより信頼性が高いと考えられます。ただし、3Dボリューム全体のスキャンにははるかに時間がかかります。しかし、特定の関心領域のみを捉えることが目的であれば、1ピクセルのスライスをスキャンするのが最も速い方法です。

[解析ソフトウェア VGSTUDIOMAX 3.5]

多孔度分析

表面粗さ解析

[解析ソフトウェア MountainsMap]

GD&T（幾何寸法公差）

名目値と実測値の比較

この名目値と実測値の比較では、3D ボリュームはFF35 CTとUX20
重ね合わせることで、期待通りの偏差のない結果が得られる。

このプロジェクトは、積層造形部品の測定における課題を深く理解する機会を提供するとともに、当社のX線技術のユーザーが利用できる幅広い選択肢を実証することができました。形状と位置に基づく評価、気孔および空洞の分析、表面粗さの測定、層間剥離および亀裂の分析、粉末残留物の検査などが、関連する検査手順です。

従来の測定機器（触覚式座標測定機や光学式3Dスキャナーなど）では測定が困難または不可能な領域も、X線CTを用いることで時間を節約しながら記録でき、典型的なプロービング誤差の一部を排除できます。部品の前処理や複雑な位置決めも不要です。

精密な基準形成FF35 CT計測 本システムと、当社の汎用UX20 X線・CTシステムとの比較から、UX20はお客様の仕様に応じて計測業務に最適であることが分かりました。UX20は主に過酷な生産環境における放射線検査用に開発されましたが、優れたCT機能を備えており、計測業務を確実に実行できるため、適用範囲がさらに広がります。

クリスチャン・ヨハンズとクリストファー・ゼップ