Logitech C500ウェブカメラのコンピュータ断層撮影透過画像のアニメーションセット 工業用コンピュータ断層撮影 ( CT )スキャン は、通常X 線コンピュータ断層撮影 であるコンピュータ支援断層撮影 プロセスであり、照射を 使用してスキャン対象物の 3 次元の内部および外部表現を生成します。工業用 CT スキャンは、部品の内部検査のために多くの産業分野で使用されています。工業用 CT スキャンの主な用途には、欠陥検出、故障解析 、計測、アセンブリ解析、リバース エンジニアリング アプリケーションなどがあります。[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] 医療画像 と同様に、工業画像には、非断層撮影放射線撮影 (工業放射線撮影 ) とコンピュータ断層撮影放射線撮影 (コンピュータ断層撮影) の両方が含まれます。
スキャナーの種類 ラインビームスキャナ ラインビームスキャン は、工業用CTスキャンの伝統的なプロセスです。[ 4 ] X線が生成され、ビームがコリメートされ てラインが作成されます。次に、X線ラインビームが部品を横切って移動され、検出器によってデータが収集されます。その後、データが再構成され、部品の3Dボリュームレンダリングが作成されます。
コーンビームスキャン では、スキャン対象部品を回転テーブル上に置きます。[ 4 ] 部品が回転すると、X線の円錐によって多数の2D画像が生成され、検出器によって収集されます。次に、2D画像が処理され、部品の外部および内部形状の3Dボリュームレンダリングが作成されます。
コーンビームスキャナー
分析および検査技術 さまざまな検査用途と技術には、部品とCADの比較、部品同士の比較、組立および欠陥分析、ボイド分析、肉厚分析、CADデータの生成などがあります。CADデータは、リバースエンジニアリング 、幾何寸法公差分析、および生産部品の承認に使用できます。[ 7 ]
組み立て CTを用いた分析で最もよく知られている手法の一つは、アセンブリ、すなわち視覚分析です。CTスキャンは、部品を分解することなく、動作状態にある内部構造を可視化します。産業用CTスキャンソフトウェアの中には、CTデータセットのボリュームレンダリングから計測値を取得できるものもあります。これらの計測値は、組み立てられた部品間のクリアランスや個々の部品の寸法を決定する際に役立ちます。
アルミニウム鋳造品に対して工業用コンピュータ断層撮影(CT)スキャンを実施し、空隙などの内部欠陥を特定します。鋳造品内部の色分けされた粒子はすべて空隙/多孔性/気泡であり、これらはサイズに応じて測定され、色分けされます。
空隙、亀裂、欠陥の検出使い捨てペッパーミルの3D再現モデルを飛行する。ガラス部分は青色。 従来、物体内部の欠陥、空隙、亀裂を特定するには破壊試験 が必要でした。CTスキャンは、部品を破壊することなく、内部の特徴や欠陥を検出し、この情報を3Dで表示できます。工業用CTスキャン(3D X線)は、気孔[ 8 ] 、介在物、亀裂[ 9 ] などの部品内部の欠陥を検出するために使用されます。また、コンクリートの損傷の発生源と伝播を検出するためにも使用されています[ 10 ]。
金属鋳造品や成形プラスチック部品は、冷却工程、厚肉部と薄肉部の境界、および材料特性により、一般的に気孔が発生しやすい。ボイド解析は、プラスチック部品や金属部品内部のボイドの位置特定、測定、および解析に利用できる。
幾何寸法公差解析 従来、破壊試験なしでは、座標測定機 (CMM) やビジョンシステムを使用して外面をマッピングするなど、コンポーネントの外形寸法のみに対して完全な計測が行われてきました。内部検査方法では、コンポーネントの 2D X 線を使用するか、破壊試験を使用する必要があります。産業用 CT スキャンにより、完全な非破壊計測が可能になります。幾何学的複雑さに制限がないため、3D プリンティング では、コストに影響することなく複雑な内部構造を作成できます。このような構造は、従来の CMM ではアクセスできません。コンピュータ断層撮影 CT を使用して形状を特徴付けるために最適化された最初の 3D プリントされたアーティファクト[ 11 ]
画像ベースの有限要素法 画像ベース有限要素法は、X線コンピュータ断層撮影からの3D画像データを有限要素解析 用のメッシュに直接変換します。この方法の利点としては、複雑な形状(複合材料など)のモデリングや、製造されたままの部品をマイクロスケールで正確にモデリングできることが挙げられます。[ 12 ]
トレンドと動向 産業用コンピュータ断層撮影市場は、2029年から2030年の間に7億7345万米ドルから11億1650万米ドルの規模に達すると予測されています。地域的な傾向を見ると、特にアジア太平洋地域、そして産業機器の厳格な安全規制と予防保全により、北米とヨーロッパでも力強い市場成長が見込まれています。[ 13 ] [ 14 ] 成長の主な原動力は、コンポーネントの精密かつ非破壊的な検査を可能にするCTデバイスとサービスの継続的な開発です。自動故障解析のための人工知能の使用やモバイルCTシステムの開発などのイノベーションにより、可能性が広がっています。[ 15 ]
法医学の発展 コンピュータ断層撮影(CT)は、特に仮想解剖を行う際に、法医学 においてますます貴重なツールとなっています。 [ 16 ] [ 17 ] 侵襲的な処置を必要とする従来の解剖とは異なり、CTスキャンは、骨、臓器、軟組織の詳細な3D画像を生成する非侵襲的な身体内部検査を可能にします。[ 18 ] この技術は、骨折、異物(銃弾や破片など)、ガス塞栓、および外見上すぐには見えない外傷の兆候を検出するのに特に役立ちます。[ 19 ] CTスキャンは、法医学的証拠をより効果的に保存することができ、大規模災害、腐敗、または解剖に対する文化的および宗教的反対を伴うケースで特に有益です。[ 16 ] さらに、 CTからのデジタル画像は 保存して複数回見直すことができ、法的調査と教育目的の両方に役立ちます。[ 18 ] 全体として、CTは法医学的文脈における死後検査の精度、効率、およびアクセス性を向上させています。
法医学におけるCTスキャン使用法の用語集 出典: [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 17 ]
トラウマの評価 生前損傷(死亡前)と死後損傷(死亡後)の区別。 ガス塞栓症の分析 血管内に空気やガスが存在する場合、溺水、減圧症 、または医療過誤の可能性を示唆する。 年齢推定 身元不明遺体における骨格成熟度および歯の発育の評価。 火傷被害者の分析 重度の火傷を負った遺体において、従来の解剖が困難な場合に、内部構造を検査する。 生前データとの比較 死後のCTスキャン画像と、生前の医療画像を照合して身元を特定する。 文化的・宗教的感受性 遺体を切開することが許可されていない場合の、侵襲的な解剖に代わる方法。 分解研究 分解過程における組織およびガスの変化を監視する。 骨折の検出 頭蓋骨、肋骨、その他の骨格骨折、特に外見からは見えない骨折の特定。 文書化とアーカイブ 身体の状態や証拠に関する、永続的で再閲覧可能なデジタル記録。 爆発および爆風による負傷の 分析 高圧事象によって引き起こされる内部損傷パターンの評価。 顔面再建支援 高解像度の頭蓋骨画像を用いて、顔をデジタル的に再構築する。 病理の特定 死因に関連する可能性のある疾患、感染症、または慢性疾患の検出。 大規模災害犠牲者の身元確認 複数の遺体を効率的に画像化し、迅速な身元確認と外傷評価を可能にする。 仮想解剖(仮想解剖)[ 16 ] 死亡者の非侵襲的な体内検査。 異物の可視化 銃弾、榴散弾、その他の埋没物の位置特定と分析。
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