Volume Graphics的案例
三維洞察，驅動創新：Volume Graphics解鎖CT數據的多維價值
Volume Graphics (VG) 是?？怂箍狄豢罟δ軓姶蟮墓ICT分析軟件，專門用于處理和分析計算機斷層掃描 (CT) 數據。 VG可以接收來自多種掃描硬件的CT數據，并評估其表面特征和內部特性。本文將從CT技術基礎、VG的尺寸分析、材料分析、模擬功能以及廣泛的行業應用等方面，帶您一起深入探索VG的創新魅力。
01
CT技術是什么？
CT（計算機斷層掃描）是一種成像技術，其利用X射線斷層成像技術生成物體三維圖像。該技術雖以醫療應用聞名，但在制造業中也已廣泛應用。CT能夠穿透高密度材料，提供金屬、多材料部件或組件的圖像。
CT技術的核心優勢在于其圖像能夠提供與內部特征相關的信息。這些內部信息的應用場景極為廣泛，涵蓋材料開發、工藝評估與控制、失效分析、涂層、熱處理、預加工直至最終計量檢測。如同X光可顯示骨折一樣，制造業中的CT技術為洞察零件內部提供了診斷機會。以往無法通過接觸或視線計量工具觀察到的特征，如今可通過非破壞性方式完整呈現，這使得CT成為無損檢測（NDT）領域的寶貴選擇。
02
Volume Graphics有什么功能？
Volume Graphics (VG）軟件可以處理和分析來自所有類型CT掃描設備的數據。數據采集完成后，VG可以將投影圖像重建為3D體積，將每個像素轉換為立方體（稱為“體素”），并為每個體素分配一個灰度值?；叶戎祷诿總€位置的材料密度，材料越密集，體素越亮。通過量化接觸材料之間的對比度，VG能夠創建表面網格。
量化對比灰度值并用于確定表面
表面網格提供了物體的高密度全視野地圖。VG僅通過網格即可創建壁厚的彩色可視化效果。通過添加標稱對象（如CAD模型），可以進行表面比較，快速提供可視化結果以幫助識別問題區域。
VG軟件中的表面測定圖像
03
VG可以應用在哪些領域？
展開 利用CT（計算機斷層掃描）提高渦輪增壓器葉輪的金屬3D打印質量
為了實現3D打印葉輪的這些質量目標，Materialise與Volume Graphics合作，該公司提供對X射線計算機斷層掃描（CT）數據進行分析和可視化的軟件。CT是一種非破壞性成像技術，可以提供被測量部件尺寸（例如大小、形狀、表面質量）和材料結構（例如孔隙率、雜質、缺陷）的信息。因此，CT是檢查3D打印部件的理想選擇。在與Volume Graphics的合作中，Materialise使用CT快速可靠地獲取檢測數據，從而能夠優化AM增材制造工藝參數，為此，Materialise還基于研究成果設計了專門的工作流程。
加速3D打印工作流程
優化葉輪3D打印的工作流程如下：
- 通過Magics仿真模塊，模擬打印過程
- 基于仿真結果優化擺放角度和支撐位置
- 使用過往經驗來調整通用參數集（基于最小化簡單立方體的孔隙度）。選擇了三個調整后的參數集。
- 根據每個參數集打印一個葉輪。對葉輪進行CT掃描，然后使用Volume Graphics的VGSTUDIO MAX軟件確定掃描部件的尺寸與原始工程設計的偏差，計算部件孔隙度并找出缺陷。
左 - Magics視圖下帶有支撐結構的葉輪
中 - 在Magics仿真模塊中模擬得到的尺寸偏差
右 - 通過Volume Graphics使用VGSTUDIO MAX軟件獲得的CT數據與原始工程設計的實際對比
來源：Materialise
CT掃描對部件尺寸的評估證實了Magics 仿真模塊所預測的尺寸偏差，這表明Materialise成功實現了葉輪部件的對稱性。
展開 計算機X射線斷層成像（CT）掃描促進3D打印增材制造發展
由于安全性非常重要，CT掃描為TEI提供了非常優質的斷層掃描，將掃描結果放在一起并輸出到Volume Graphics軟件中，設計師能夠進行各種分析，CT圖像證實了摩托車擺臂鑄件的質量良好，沒有孔隙或夾雜物。
3D科學谷Review
近幾年來，工業用計算機X射線斷層成像（CT）掃描也達到了微米的等級，根據上海材料所凌松，無損檢測的方法不僅僅局限于材料內部缺陷的檢測與表征，還可實現材料的密度、彈性參數、孔隙率、殘余應力分布以及其內部各種非連續性等方面的無損測試與表征；整個過程可實現快速、無損、原位的結果。
根據3D科學谷的市場研究，對于金屬增材制造的復雜性可以區分為五個層面：1 簡單的零件、2 優化的零件、3 帶有嵌入式設計的零件、4 為增材制造設計的零件、5 復雜的胞元結構零件。
在這方面，賓州大學將現今的檢測方式針對這五個層面的檢測有效程度做了分析。在第5個層級上只有X射線顯微CT（X-ray Micro CT）是有效的檢測手段。
通過實現對復雜零件的檢測，當前的增材制造行業有望將過程中加工參數與模型結構以及零件機械性能建立有效的相關性分析，隨著材料特征數據庫的建立，以及對加工過程中幾何形狀特征與重要的工藝變量之間關系的理解，3D科學谷認為我們將有望建立增材制造領域的知識專家系統，從而將金屬增材制造推向另一個高度。
來源：3D科學谷，部分參考自《工具技術》
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