A.D. 1222. Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici



Documenti analoghi
Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #2

Il Tolerance Management nell Ingegneria di prodotto e di processo. Torino, Centro Congressi Lingotto aprile 2010

Metrologia Tridimensionale a raggi X

Metrologia Tridimensionale a Raggi X

L ECCELLENZA NEI CONTROLLI NON DISTRUTTIVI

Computed Radiography: valutazioni di applicabilità per misure di spessore di parete di grandi tubazioni

TOMOGRAFIA INDUSTRIALE AL SERVIZIO DELL INDUSTRIA AEROSPAZIALE

Strumentazione Biomedica 2. Tomografia computerizzata a raggi X - 1

COMET 5 SCANSIONE 3D

Capitolo 1 La misura di entità geometriche Interazione tra misuratore e misurato...1

Misure senza contatto

Rilievi Tridimensionali Rapidi Per Ottenere Prospetti, Sezioni e Ortofoto

Strumentazione Biomedica 2. Tomografia computerizzata a raggi X - 2

Time-to-market: gli strumenti per tagliare tempi e costi di definizione del prodotto automobile Italo Moriggi

FORMAZIONE 2012 CATALOGO CORSI ALBERTO ZAFFAGNINI CONSULENZE PER LA METROLOGIA E LA QUALITA NELL INDUSTRIA

3DE Modeling Professional

Le dinamiche di mercato attuali: scenario - Crisi economica - Mercato competitivo e globale - Margini ridotti - Nuovi prodotti - Nuovi materiali - Nuo

Convegno DIMI 2009 Brescia 2 Aprile /16

HSL si integra con la struttura tecnica del cliente e contribuisce ad accrescere le sue competenze trasferendogli esperienze ed idee.

COMPANY PROFILE. SIDEIUS A brand of TEC Eurolab Via Europa, Campogalliano (Modena), Italia

Confronto tra le probabilita di interazione tra neutroni termici e raggi X

Il laser come utensile per finire i manufatti realizzati mediante Additive Manufacturing

INFORMATICA. Elaborazione delle immagini digitali. Università degli Studi di Foggia Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale

Il controllo qualità con GOM nel settore Automotive

A C C U R A T E 3 D S C A N N E R F O R D E N T A L

3DEverywhere S.r.l. sito web:

Misurare sulle macchine utensili Soluzioni software per la misura

u metallurgiau A. Diani, L. Rossetto

Analisi sperimentale del processo SLM per la produzione di palette di turbina in Ti-6Al-4V

Sardegna Ricerche. Laboratorio di Prototipazione Rapida

Linea Dentale. Sistema Dentale Panoramico e 3D CBCT. radiology ahead

Entrate in un mondo di accurata scansione! Serie IScan D104

Intervento del prof. Luca Beltrametti. (Università degli Studi di Genova)

Macchina di misura a coordinate TESA MICRO-HITE 3D Reflex 4.5.4

"Rapid Prototyping: studio delle possibili sorgenti di errore"

TECNOLOGIE INNOVATIVE RAPID PROTOTYPING & MANUFACTURING

LA TOMOGRAFIA COMPUTERIZZATA: LA TECNOLOGIA SLIP RING LA TECNOLOGIA SPIRALE E LA TC MULTISTRATO.

MISURE DIMENSIONALI MISURE DIMENSIONALI: - Sistemi a contatto. - Sistemi senza contatto.

CARATTERISTICHE DEL SOFTWARE DISO. Il software DISO è una procedura che permette la ricostruzione della dose nel punto di

Modello generale di trasduttore Come leggere la scheda tecnica di un trasduttore

RILIEVO LASER SCANNER PARETE MARMOREA XXXXXXXXXXXXX

mediante l aggiunta localizzata di materiale metallico e/o ceramico (vedi foto) strato per strato.

PhoeniX. Macchina per il controllo dimensionale e dei difetti superficiali

INFORMAZIONI SUL PRODOTTO. PC-DMIS NC GAGE SOFTWARE Misurare sulle macchine utensili semplice e preciso

IL LASER NELL INDUSTRIA DELLA PLASTICA MODALITA E PROSPETTIVE DELLA RICERCA

UNIVERSITA DEGLI STUDI DI MILANO TC RACHIDE

Annunzio Chieti Corso di Laurea in TSRM

SISTEMA DI MISURAZIONE, SISTEMA DI RICOSTRUZIONE, SISTEMA DI VISUALIZZAZIONE

Radiologia digitale. Sicuramente la diagnosi ottimale!

Novità 2013 RILIEVO 3D CON LASER SCANNER

SVILUPPO DI CAMPIONI E PROCEDURE PER LA VERIFICA METROLOGICA DI UNO SCANNER LASER 3D

uno studio di radiologia odontoiatrica

Capitolo V : Il colore nelle immagini digitali

I materiali. I materiali. Introduzione al corso. Tecnologia di produzione I materiali La misura della durezza. Le prove meccaniche distruttive

PROGETTAZIONE MECCANICA DESIGN ANALISI ELEMENTI FINITI prototipi

ATTIVITA REVERSE ENGINEERING, PROGETTAZIONE E CONTROLLO QUALITA

SISTEMA INNOVATIVO DIODE PUMPED SOLID STATE LASER(DPSS LASER), AD ALTA EFFICIENZA ED A BASSO IMPATTO AMBIENTALE, PER IL TAGLIO DI METALLI

Verifica delle tolleranze attraverso Reverse Engineering: sviluppo di algoritmi per l'analisi di superfici cilindriche

Riproducibilità degli assi rotativi. Relatore Oscar Arienti Azienda: HEIDENHAIN ITALIANA S.r.l.

STOCCAGGIO DI IDROGENO NEI SOLIDI ATTIVITA DI RICERCA PRESSO IL POLITECNICO DI TORINO

ALMA MATER STUDIORUM - UNIVERSITÀ DI BOLOGNA

SISTEMI ADDITIVE MANUFACTURING PER CLINICHE DENTALI

Corso di DIAGNOSTICA STRUTTURALE DELLE OPERE IN CALCESTRUZZO. Formazione certificata ISO 9712 valida per l accesso all ESAME I-II LIVELLO RINA

SqueezeX. Macchina per il controllo dimensionale e dei difetti superficiali

L impronta digitale dei Dipinti

VistaPano immagini perfette a 360

Massimo Rundo Politecnico di Torino Dipartimento Energia Fluid Power Research Laboratory

IL LASER SCANNER E IL TERRITORIO: applicazioni, metodologie operative, potenzialità del rilevamento con laser-scanner terrestre

Correzione di immagini da camera Vexcel UltraCam utilizzando Geomatica OrthoEngine

Metrologia Tridimensionale a Raggi X

IL RILIEVO TOPOGRAFICO CON LASER SCANNER

RILIEVO CON TECNOLOGIA LASER SCANNER

- Trasmissioni Industriali S.a.s. -

Servizi&Sistemi per Sviluppo Prodotto

TECNOLOGIE E TECNICHE DI RAPPRESENTAZIONE GRAFICA DISEGNO 2 - Sergio Dellavecchia - Edizione SEI. Contenuti: Strumenti di misura i micrometri.

Prodotti Siderurgici 18. LAVORAZIONI: IL TAGLIO LASER 3D PER I PROFILI STRUTTURALI

1 Technology Day del Progetto TARGET mercoledì 9 aprile primaelectro.com

Co-organizzatori: A PORTATA DI MANO. Torino Lingotto Fiere aprile ª edizione Fiera Internazionale

CATALOGO PRODOTTI. www. 2LS-TOOLS.com

Sviluppo dei sistemi 3D

Sistema di Misura e Verifica, veloce e preciso

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI GUGLIELMO MARCONI

CLASSIFICAZIONE DELLE TECNICHE

Programmazione modulare di Tecnologia Meccanica Classe: 5^ Meccanica e Meccatronica Tempo previsto: 132 h/annuali

SISTEMI INFORMATIVI TERRITORIALI

Macchine di misura a coordinate

Co-organizzatori: A PORTATA DI MANO. Torino Lingotto Fiere aprile ª edizione Fiera Internazionale

Le tolleranze di potenza, il mismatch delle curve I-V e i flash reports dei moduli fotovoltaici

Caratteristiche primarie

Capitolo 4. Superfici, tribologia, caratteristiche dimensionali e controllo qualità Pearson Paravia Bruno Mondadori S.p.A.

Monitoraggio della stabilità di edifici storici mediante l utilizzo dei raggi cosmici

iglidur V400: Resistenza chimica e alle alte temperature

PointCloud 7.0 Anno 2011

VLSI Testing. Motivazioni

Le strumentazioni laser scanning oriented per i processi di censimento anagrafico dei patrimoni

FE SEM LEO 1525 ZEISS. A. Di Michele

INFORMAZIONI SUL PRODOTTO DEA PIONEER. La Macchina di Misura a Coordinate dalla qualità accessibile

MTL1 OPTICAL MEASURING MACHINE. Italian Version

Per Prototipazione Rapida (Rapid Prototyping) si intende la realizzazione in poco tempo di un prototipo con costi molto contenuti.

Co-organizzatori: A PORTATA DI MANO. Torino Lingotto Fiere aprile ª edizione Fiera Internazionale

Transcript:

A.D. 1222 Convegno Controlli innovativi per la costruzione e la manutenzione di componenti meccanici ed opere infrastrutturali Vicenza, 26 giugno 2015 Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici Simone Carmignato Università degli Studi di Padova, DTG simone.carmignato@unipd.it Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #1 Sommario Introduzione: Tomografia computerizzata industriale Potenzialità ed esempi applicativi: Metrologia 3D Analisi difetti interni Analisi assemblati Analisi prototipi Limiti attuali, errori di misura, accuratezza Conclusioni Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #2 1

Gruppo Tecnologie e sistemi di lavorazione @UNIPD 25 ricercatori: 6 docenti, 2 tecnici, 17 dottorandi e post-doc. Laboratori (1600 m 2 ) a Padova and Rovigo con apparecchiature allo stato dell arte. 5 aree di ricerca. Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #3 Gruppo Tecnologie e sistemi di lavorazione Micro-manufacturing Polymer processing Metrologia dimensionale Metal forming Additive manufacturing Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #4 2

Tomografia a raggi X: applicazioni industriali PND e analisi difetti interni Controllo di assemblati Analisi materiali (3D) Controllo dimensionale 3D Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #5 Origini della tomografia a raggi X 1895: Scoperta dei raggi X 1930: Stratigrafia Wilhelm Conrad Röntgen 1971: Prima scansione TAC su paziente Alessandro Vallebona 1990: CT per prove non distruttive 2005: CT per metrologia dimensionale Godfrey Hounsfield CT = Computed Tomography Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #6 3

Dalla TAC medica al CT industriale Medicale Industriale Caratteristiche dei sistemi CT industriali metrologici: Sorgente e detector non ruotano; l oggetto è su tavola rotante (asse verticale) Energie elevate: ad es. 200 KeV o 450 KeV Sorgenti microfocus, risoluzioni micrometriche Attenzione all accuratezza e riferibilità delle misure (temperatura, verifica prestazioni,...) Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #7 CT industriale: scanner 2D e 3D Scanner 2D Scanner 3D Detector 1D Acquisizione lenta: una sezione per giro Detector 2D Acquisizione rapida: intero volume Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #8 4

Processo di elaborazione dati CT Proiezioni radiografiche Riconstruzione volume 3D Determinazione superficie Pixels: Voxels: Coordinate di punti sulla superficie Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #9 CT: dalla scansione alle ricostruzioni 3D Modello CAD Oggetto Difetto Tomografia Computerizzata Sezioni 2D (livelli di grigio) Dati di misura 3D Nuvola p.ti Modello stl Visualizzazione di difetti (CND) Prototipazione Confronto (Controllo dimensionale) Reverse Engineering Simulazione Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #10 5

Metrologia dimensionale: Confronto CAD-CT Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #11 Analisi spessore pareti Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #12 6

Analisi assemblati Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #13 Studio dell usura di protesi ortopediche Misura locale e globale del volume usurato Analisi dell usura [mm] -0.50 Protesi d anca -0.25 0 +0.05 +0.10 [Carmignato S., CIRP Annals 2011] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #14 7

Analisi dell usura Studio dell usura di utensili da taglio Confronto tra utensile nuovo e usurato Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #15 Stent coronarici a rilascio di farmaco Misura del volume di microcavità 500 µm [Carmignato S., CIRP Annals 2011] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #16 8

Fibrorinforzati: Analisi orientazione fibre Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #17 CT for Additive Manufacturing Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #18 9

CT per l Additive Manufacturing Fase 3: Analisi porosità Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #19 Ruoli della CT nella produzione industriale Esempio: CT per l Additive Manufacturing (AM) Controllo qualità e metrologia dimensionale : AM CT Sviluppo prodotto e ottimizz. processo: Report AM CT Esempio AM: Microvalvola in titanio Reverse engineering per l AM: Object CT AM Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #20 10

Ingrandimento Detector Oggetto Asse rotante Sorgente raggi X Fascio di raggi X DSO DSD Ingrandimento = DSD / DSO DSD = Distanza Sorgente-Detector DSO = Distanza Sorgente-Oggetto Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #21 Spot size Sorgente raggi X Oggetto Immagine sul detector DSO DSD Ingrandimento = DSD / DSO Spot size Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #22 11

Determinazione della superficie (valore di soglia) [Fonte: CIRP Keynote 2011] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #23 Determinazione della superficie (valore di soglia) Valore di soglia crescente Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #24 12

Beam hardening Radiazione non monocromatica Le radiazioni a energia più bassa sono attenuate maggiormente Solo i raggi a energia più elevata riescono a penetrare spessori maggiori Attenuazione non lineare Radiazione a bassa energia Radiazione ad alta energia Sorgente Oggetto Detector Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #25 Beam hardening Non filtrato Filtrato Rimedi: Filtraggio Correzioni software Sorgenti monocromatiche (Sincrotrone) Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #26 13

Spessore di materiale Raggi X Source Max. thickness (mm) (kv) Alumin. Steel Lead 100 kv 40 8 0.5 160 kv 100 15 1 225 kv 150 50 4 320 kv 250 60 7 450 kv 350 75 8 Maximum material thickness versus power. Given values may vary 70 mm depending on type of source, frequency, current, exposer time, etc.) [Source: X-TEK] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #27 Sviluppo di campioni e procedure per la verifica e il miglioramento dell accuratezza CT Tetrahedron Pan Flute Gauge Hourglass standard Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #28 14

Determinazione errori sistematici: soglia ed errori di scala Correzione degli errori di scala impiegando una barra a fori cilindrici (diametri e interassi tarati): L L riferimento (da taratura) Fattore di scala = L misurato da CT L misurato da CT non è influenzato dalla soglia! Correzione soglia utilizzando una barra a fori cilindrici (diametri e interassi tarati): Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #29 Deviation from calibrated dimension [mm] 0.25 0.20 0.15 0.10 0.05 0.00-0.05 4000 5000 6000 7000 8000 9000 10000 Threshold level [grey values, 16 bit] Outer feature Inner feature [Carmignato, AITEM 2007] Progetto internazionale coordinato da Università di Padova Progetto CT Audit CT Audit è stato il primo confronto internazionale di sistemi CT per la metrologia dimensionale CT Audit Workshop Padova, ottobre 2011. Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #30 15

CT Audit: Partecipanti Partner con sistemi CT per metrologia dimensionale in Europa, America e Asia. - AIST/NMIJ National Metrol. Inst. (J), - BAM, Federal Inst. Mater.&Test. (D), - Elettra Sinc. S.C.p.A (I), - Human Tech. Reas. Inst. at AIST (J), - ITC of Tochigi (J), - Katholieke Universiteit Leuven (B), - Nikon Metrology XTek Systems (UK), - Novo Nordisk Device R&D (DK), - Novo Nordisk DMS (DK), - Pratt&Whitney Austin (USA), - RayScan Technologies GmbH (D), - RWTH Aachen University WZL (D), - Univ. Erlangen QFM (D), - Univ. Padova (I), - Univ. Zaragoza (E), - Werth Messtechnik GmbH (D). Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #31 CT Audit: Risultati 20 Deviation from ref. value [µm] 15 10 5 0-5 -10-15 -20 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10 11 11 12 12 13 13 14 14 15 15 Inner Diameters Outer Diameters Participant Number [Carmignato, CIRP Annals, 2012] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #32 16

CT Audit CIA-CT (DTU): recente confronto su prodotti industriali Incertezza di misura [De Chiffre, Carmignato et al., CIRP, 2014] Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #33 Research at University of Padova: ISO TC 213 WG 10 test study - material influence in CT Developing new ISO standard on performance verification of CT systems. (equivalent to ISO 10360 CMM) Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #34 17

Conclusioni Vantaggi della tomografia: Misura tridimensionale e navigabile della struttura interna ed esterna; Analisi di prodotti assemblati, multi-materiale e materiali compositi; Da un unica scansione: misura dimensionale e controllo non distruttivo; Tempi di scansione indipendenti dalla complessità della geometria; Consente una forte riduzione dei tempi di sviluppo di nuovi prodotti. Sfide: Riduzione di tempi e costi di scansione; Molti parametri influenzano la qualità dei risultati; Accuratezza e riferibilità delle misure dimensionali. Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #35 E-mail: simone.carmignato@unipd.it Grazie! Domande? Univ. Padova, S. Carmignato Tomografia computerizzata a raggi X per il controllo dimensionale di prodotti meccanici #36 18