CT扫描是快速增长的3D扫描市场的一部分，Allied Market Research估计，到2021年，CT扫描将产生57亿美元的收入，未来五年的复合年增长率为13.6％。

CT扫描使公司能够以完全无损的方式捕获内部和外部结构的精确尺寸。使用多个X射线图像，CT扫描解决方案生成体素（体积像素）数据集以创建图像。零件在扫描仪中旋转并成像数百次。将2D图像合并为3D点云。

在新兴的增材制造市场中，CT扫描是确认内部结构质量而不破坏完整零件的唯一方法。

“使用高度复杂的塑料零件，您可以进行分析和检查，从而获得比使用传统方法所无法想象的更高的质量，” Wenzel America应用经理Giles Gaskell说。“您可以看到的内容以及可以测量的特征数量没有限制。传统的测量方法并不能解决复杂的零件。对于注塑成型或增材制造的零件，CT是答案。”

Wenzel（总部位于德国）通过在2008年收购Volumetrik将CT扫描添加到其计量产品中。

“对于这些应用而言，CT扫描的确在增长，并且不断增长，”辛辛那提Exact计量学的所有者Steve Young说，他的公司以前提供了各种各样的外部扫描和计量学解决方案。“我们真的将其视为下一步的逻辑步骤。”

Exact Metrology现在拥有两个可在两个不同设施中运行的CT扫描仪，并计划在辛辛那提工厂增加第二台机器。根据Young的说法，他们可能会投资于可以扫描较大或较密零件的设备。他说：“每个不同的扫描仪都在尝试做一些独特的事情，因此我最终可以看到我们拥有针对不同应用的多个扫描仪。”

前所未有的可视性

CT扫描可以为各种零件和材料提供令人难以置信的内部细节。“我们已经扫描了小的塑料碎片，如果它们破碎，航空零件和其他关键零件无法检查，” Young说。“我们扫描了由玻璃纤维增​​强塑料制成的零件，客户需要了解成型零件后玻璃纤维如何对齐。我们能够向他们展示，以便他们可以修复其过程中的缺陷。”

为了进行测量和质量控制，CT可以提供各种参数和各种材料的高精度数据。Young说：“例如，我可以扫描整个未打开的液体凝胶盖盒。” “我可以告诉您每个药丸中的液体量，凝胶药丸的壁厚而无需打开包装盒。”

这在医疗设备制造，航空航天和汽车等行业中尤其重要，在这些行业中，监管要求要求非常高的质量标准。Gaskell说：“要证明设计的质量有很大的压力。” “这也越来越成为一个问题，因为人们正在转向先进的制造方法，例如增材制造和3D打印。”

CT扫描的主要优势在于，它为检查提供了替代方法，否则需要销毁零件。“使用传统方法，即使我们将零件切成薄片并扫描零件，我们仍然看不到孔隙或其他特征，” Young说。

增材制造技术也正在推动对CT扫描服务的需求。3D打印的主要优势之一是，您可以创建和制造其他任何方式都无法制造的零件。因此，也无法使用传统方式对其进行检查或测量。在今年的RAPID会议上，Gaskell提出了名为“如果您无法衡量它，您就无法出售它”的会议，该会议解决了这个问题。

Gaskell说：“如果您认为自己将制造医疗设备或飞机零件并获得批准，那么如果无法测量它们就不会发生。” “唯一的方法就是使用CT机。”

CT在测量其他类型的困难物品方面也具有优势。加斯凯尔指出，除了他公司服务的重工业以外，另一个需要扫描的常见物品是瓶盖。Gaskell说：“瓶盖和瓶子很难测量。” “瓶盖很硬，因为最重要的特征是螺纹的背面。CT扫描仪非常适合。”

复杂，昂贵的设备

尽管CT扫描证明了其价值，但许多公司将很难证明自己购买设备的合理性。工业CT扫描仪的价格在200,000美元至500,000美元之间（尽管有一些较便宜的型号），并且校准它们以扫描不同类型的材料需要大量的专业知识。

通常，材料越密集，穿过零件射出的电源就越大。焦点尺寸也可以调整。提供3D零件检查服务的Jesse Garant＆Associates计量中心总裁Jesse Garant说：“使用较小的光斑尺寸，您可以获得更高的精度。” “光斑尺寸更大，扫描速度更快。”

在某些情况下，可以在一个CT单元中同时扫描多个小零件，这可以提高速度和成本。

“这是一项复杂的技术，”加兰特说。Garant的实验室与汽车和航空航天行业的Tier 1零件供应商合作。他说：“服务提供商和制造商正在努力为最终用户简化它。”

例如，Wenzel出售CT机并提供扫描服务。公司的许多服务局客户都是需要测量或逆向工程服务的客户，但他们无法合理地购买设备。

因此，制造商很难投资自己的CT设备，而他们通常求助于服务提供商。可以将机器配置为以特定的密度扫描特定的零件，但是如果尝试使用同一台机器扫描其他物体，则需要经验丰富的操作员来调整设置。Garant说：“许多制造商都在购买CT系统，然后意识到，尽管它适用于一种应用，但对于其他75％的零件来说，它并不是正确的工具。”

在考虑购买扫描仪之前，请确保它可以用于多个部件，并且可以使机器保持足够的忙碌以证明费用合理。还有其他类型的X射线检测器和扫描仪类型，它们在速度和图像质量之间进行权衡。“做功课，”加兰特说。“如果购买机器不合适，服务提供商可能更可行。”

CT扫描限制

尽管CT扫描提供了其他方法无法获得的视觉信息，但在某些情况下它不起作用。例如，有些钣金应用不适用于CT扫描。“您可能需要一台特定类型的机器，或者您可以在一个部分中查找特定的焊缝，但这在很大程度上取决于具体情况，”加兰特说。

很大和非常密集的块（例如，跨数英尺的铸铁）也将无法工作。Garant说：“我们不想尝试穿透那些部分，因为它需要太多的能量。”

大多数工业扫描仪的最大延伸距离为几英尺。与计量扫描仪不同，CT系统不是移动式的，它们的重量可能高达20,000磅。Gaskell说：“扫描大型物品不是主流功能。” “零件必须装在盒子里；它不像医院的CT扫描仪，您可以测量病人的大小。”

由碳化钨，银，金或其他材料制成的小型3D打印零件也很难扫描。Garant说：“它们很小，但是如果您想成像内部毛孔，我们需要太多的能量才能穿透它们，以致很难获得良好的图像。”

由钴铬合金或铬镍铁合金制成的高度详细的飞机零件也具有挑战性。Gaskell说：“没有一个CT扫描仪能够测量到超过Inconel约三英寸的度量标准。” “您可以看穿它，但无法获得准确的测量结果。您将不得不组合方法。因此，您可以使用CT扫描仪来确认零件中的特征，但是您必须对零件进行采样并切开以进行测量。”

另一个缺点是扫描由多种材料制成的零件。“我们有一个由塑料和黄铜制成的水泵壳体，” Young说。“我们必须提供足够的能量来扫过黄铜，但是塑料上的图像质量严重失真。看起来像一场沙尘暴，但黄铜弹得很完美。塑料的数据太吵了，无法使用。”

软件进步推动改进

在未来几年中，CT扫描仪有望在价格下降的同时获得更快的速度。这将部分地通过更快的数据处理来实现。

“我们能够将节省的资金转嫁给客户，”加兰特说。“扫描不会使一台价值100,000美元的计算机占用五个小时；现在只需要15分钟。”

扫描仪制造商正在改善设备性能以减少散射和图像伪影，并针对测量和检查应用校准设备。

对于克服CT扫描非常密集的材料所面临的物理挑战，软件的进步也将至关重要。Gaskell说：“您可以做的事情有功率限制，但是我们需要使用该软件在这些限制内最大化我们可以做的事情。”

同时，服务提供商和供应商正在努力传播有关CT在这些工业应用中的潜力的信息。Young表示：“我们实际上是想在人们面前进行教育。” “有些客户了解CT扫描，有些则不了解。通常，他们会提出问题并询问是否有办法查看零件内部。他们不一定知道我们要怎么做。”

“这个行业仍然需要大量学习。我们使用CMM已有40年了，人们仍在学习该技术可以做什么，” Garant说。“随着人们变得更加舒适并尝试CT扫描，我们将看到市场继续增长。”

随着设备价格下降，这种增长应该会加速。Wenzel提供了至少一台售价略​​高于100,000美元的机器，这大约是几年前成本的十分之一。

Gaskell在增材制造领域看到了巨大的机会，他说，许多公司在试图获得针对飞机和其他应用的零件的监管批准时，尚未意识到他们将面临的测量挑战。Gaskell说：“我知道公司花了数百万美元进行3D打印的情况，而他们拥有的最准确的测量工具是卡尺。” “这就是我们现在的位置。我看到了CT的巨大潜在市场。我们正处于转折点。”

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