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El nuevo software Dual.Material CT permite un escaneo de rayos X más rápido para adaptarse a las aplicaciones de la línea de producción

Nikon Metrology mejora el control de calidad en ensamblajes compuestos

Redacción Interempresas12/01/2023

La Unidad de Negocio de Metrología Industrial de Nikon Corporation ha introducido un nuevo algoritmo de reconstrucción que permite reducir los tiempos de escaneo hasta 10 veces, lo que se traduce en un escaneo de rayos X más rápido y eficiente en ensamblajes compuestos por dos materiales de diferentes densidades.

Son bien conocidas las ventajas de la tomografía computarizada de rayos X para la inspección y medición no destructivas del interior y el exterior de los componentes. Sin embargo, tradicionalmente, la tomografía computarizada (TC) de ensamblajes hechos de dos materiales, tales como metal y plástico, que es común en la industria; resulta inadecuada para el control de calidad (QC) en un ambiente de producción.

Esto se debe a que se requiere un tiempo de escaneo prolongado para generar conjuntos de datos que sean lo suficientemente claros como para ser procesados, lo que va en contra de los requisitos para la inspección en tiempo real. Alternativamente, si se aumenta la velocidad de escaneado, se necesita un posprocesamiento manual por parte de operadores altamente calificados para eliminar los artefactos que aparecen en las imágenes y lograr resultados precisos. Una vez más, esto ralentiza el procedimiento e introduce variabilidad debido a la intervención humana.

Para abordar estas dificultades a la hora de emplear la tecnología para estas aplicaciones de Industria 4.0, la Unidad de Negocio de Metrología Industrial de Nikon Corporation ha introducido un nuevo algoritmo de reconstrucción que permite reducir los tiempos de escaneo hasta 10 veces. Depende del tamaño y la complejidad del componente, pero las pruebas previas al lanzamiento demostraron que el software realizó un orden de magnitud más rápido en un conector típico de metal y plástico, lo que hace posible la integración de la línea de producción paralelamente con la inspección de muestras, en el proceso de fabricación.

Izq. reconstrucción convencional. Dcha., con el algoritmo Dual.Material CT

Izq. reconstrucción convencional. Dcha., con el algoritmo Dual.Material CT.

Dual.Material CT logra este aumento de la eficiencia en ensamblajes compuestos por dos materiales de diferentes densidades. Mejora considerablemente la capacidad de distinguir entre los dos materiales en la imagen de vóxel (pixel 3D) reconstruida a partir de rayos X en 2D tomados mientras el componente gira en la cámara de una máquina de TC de rayos X de Nikon.

Durante cada reconstrucción de imagen, el motor del software reduce el grado en que los artefactos con manchas, causados por el material de mayor densidad, oscurecen las áreas de menor densidad. Los sistemas típicos del mercado utilizan motores de reconstrucción que asumen que los rayos X son monocromáticos, cuando en realidad son policromáticos. Esto significa que deben utilizar filtración de rayos X que prolonga las exposiciones y ralentiza la captura de las imágenes.

Las aplicaciones principales se encontrarán en fábricas que produzcan conectores sobremoldeados, por ejemplo, o ensamblajes médicos como inhaladores o plumas de adrenalina. También es probable que Dual.Material CT encuentre usos en ambientes no industriales, como la investigación.

El motor de reconstrucción de Nikon supera los efectos de un haz de rayos X policromático determinando y ajustando la atenuación para las diferentes combinaciones de materiales en conjuntos de materiales duales, lo que mejora en gran medida la relación contraste-ruido. En consecuencia, la fuente de rayos X con un escaneo Dual.Material CT no requiere filtración, por lo que el detector se puede utilizar con exposiciones mucho más cortas y da como resultado velocidades de fotograma y tiempos de escaneo más rápidos.

Al estar automatizada, la reconstrucción mediante Dual.Material CT es altamente repetible de un componente a otro y no requiere conocimientos avanzados de técnicas de escaneado cuando se inspeccionan conjuntos compuestos por dos materiales de diferentes densidades. La productividad del control de calidad aumenta al permitir una mejor visualización y una definición más precisa de los defectos (en la superficie o en el interior de un componente) en una fracción del tiempo que toma la reconstrucción tradicional de imágenes de TC. El escaneado de alta velocidad, y el hecho de que no se requiere la edición manual de los datos gracias al nuevo software y al manejo automatizado de las piezas, permite un control de calidad rápido y automatizado de ensamblajes de dos materiales en un ambiente de producción, de acuerdo con los requerimientos de Calidad 4.0.

Técnica de reconstrucción innovadora que permite la inspección automática de muestras de material dual...
Técnica de reconstrucción innovadora que permite la inspección automática de muestras de material dual. Foto: Nikon Industrial Metrology Business Unit.

El algoritmo Dual.Material CT, desarrollado por los ingenieros de Nikon, está diseñado específicamente para operar sin problemas con la gama de máquinas de TC de rayos X de la compañía fabricadas internamente. La opción está disponible para todas las nuevas instalaciones o puede adaptarse a equipos ya existentes activos, independientemente de la configuración de la máquina y su potencia.

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