X光影像-X-Ray 非破坏式X光机检测之应用-3D断层扫描与结构重建

工业用3D电脑断层扫描(CT)是采用穿透式X-Ray影像检测(工业用X光机)的方式，以断层扫描技术对产品进行非破坏检测(NDT or NDE)的选择，除了能准确地显现检测物体内部的3D立体结构，也能够提供检测物体内部的物理或力学等特性，例如锻造的裂纹或裂痕位置及尺寸、气孔的分布位置与大小比例、铸造结构的型状及精确尺寸、检测物体内部的杂质及分布等。

藉由工业用穿透式XRF(工业用X光机)电脑断层扫描(CT)的广泛应用，甚至是对比度较低的铸件缺陷，例如：裂纹、裂缝、气孔等，都可以藉由3D空间测量做结构与缺陷的检测。当测量隐藏部件或结构复杂零件时，穿透式XRF(工业用X光机)的3D断层扫描可提供高密度并快速的测量点与图像撷取，并且可测量内部的几何尺寸与缺陷比例，甚至于可将360∘照射后所撷取的图片做检测样品的结构重建，这些都是当我们在检测无法从外观看出内部结构缺陷所需要的功能。
以下就是工业用穿透式XRF(工业用X光机)电脑断层扫描(CT)的原理说明：


图片中左方的光管与右方的检测器，采左右照射的方式撷取中间检测物品的2D横截面的平面图。由于中间的样品会以360∘的方式旋转，所以检测器可撷取到每个不同旋转角度的2D横截面图，然后透过软体将这些图片做叠图重整后，就可以显示出3D的断层扫瞄，进而达到样品结构重建的效果。也由于检测样品在中间旋转，所以稳定不受外力振动影响而造成叠图模糊失焦就是完美成像的关键。



以下用4x4x4体积的样品为例，4张投影画面的重组后即可得出右上角的结构。 也由于是多角度的2D横截面叠图，所以可以任意将重组的结构图做断面撷取或是逐层检视，举例来说利用3D断层扫描(CT)撷图结构的功能，就可以看出晶片(芯片)的逐层贴合状态，甚至可以做结构裁切的检视效果。


所以当工业用穿透式XRF(工业用X光机)电脑断层扫描(CT)可提供检测物品的结构重整功能时，就可以做出如同X光机的穿透式检测结构缺陷的效果。 以下就是工业用穿透式XRF(工业用X光机)电脑断层扫描(CT)的结构重整例子：



Microfocus显示出汽缸头的隐藏轮廓和铸铝结构检查，由图可看出一些气孔空隙，并且可自动计算缺陷的大小比例和位置。



Microfocus微焦点的3D断层扫描(CT)针对压接高度只有1.4 mm的压接连接器，可从入口端、中间压接区(绿色标示)、出口端各别做撷取结构来判断是否压接合格。
一般工业上的内部结构或是缺陷检测通常是大量的塑料或合金等，以铸造厂来说主要是检测铸造过程中的气孔或是缝隙，而锻造厂则是检测锻造过程中是否产生出的猎文与裂痕。但是传统的内部轮廓检测方法检查多是费工又费时，更何况要符合非破坏性的方式更是需要相当长的时间。由科迈斯科技所代理的穿透式XRF(工业用X光机)，除了可以针对SMT、IC封装和BGA等制程提供穿透式的X-Ray内部2D检测之外，也能提供的CT断层扫描功能，更提供了非常精确和完整的3D结构重整与缺陷检测。3D断层扫描的样品可自由创建横截面，并可从任何角度检测缺陷分析，不到半小时的检测时间，即可收集完整的样品结构资讯，例如以铸造为基础的质料控制、并带有自动化的检测排程，与孔隙率分析计算，也可藉由不同的套色显示在物品结构中的气孔大小的比例。正如同本文中先介绍的电脑断层扫描(CT)的原理说明，由于检测样品在中间旋转，所以稳定的旋转样品台就显得非常重要。 GE的穿透式XRF(工业用X光机)就是采用非常稳重且不易受外力摇晃影响的花岗岩平台，以呈现精密电脑断层扫描(CT)成像，并且符合ISO10360 / VDI 2617 / 2630标准。 GE的穿透式XRF(工业用X光机)系列，绝对是您检测样品隐藏结构3D成像的好帮手。