Roncsolásmentes 3D képalkotás

A röntgen komputertomográfia (CT) a tárgyak roncsolásmentes ábrázolására szolgáló technika. Tanulmányozni lehet például a 3D nyomtatott tárgyak belső méreteit, vagy az öntött részek üregeit és repedéseit. A nagyítási mechanizmussal röntgen CT használható mikroszkópként a szubmikron szintű belső struktúrák tanulmányozására, mint például a habok pórusmorfológiája vagy a CFRP (szénszál erősítésű polimer) szálorientációja.

Történet

Az első kereskedelmi CT szkenner a 70-es években vált elérhetővé. A technikát azonban mindig főként orvosi célokra használták, és nem annyira az anyagtudomány és a méréstechnika számára, mert soha nem volt elég jó elemző eszközünk vagy elég gyors számítógépünk ahhoz, hogy GB méretű képekkel foglalkozzunk és kvantitatív elemzési eredményeket készítsünk. Aztán az elmúlt néhány évben radikálisan megváltozott a helyzet. A mai munkaállomások probléma nélkül képesek kezelni a GB méretű képeket, és kifinomult képfeldolgozó algoritmusokat, például Deep Learning-et használhatunk a képek több fázisra történő szegmentálására és mennyiségi tulajdonságaik elemzésére. Ezekkel a fejlesztésekkel a röntgen CT még nagyobb szerepet fog játszani az anyagkutatásban az elkövetkező években.

Működési elv

Nézzük hogyan is működik: röntgen vetületeket különböző szögekből gyűjtik vagy a mintát forgatva, vagy fix minta mellett a röntgenforrást és a 2D-s detektort mozgatva. Az összegyűjtött 2D-s vetületeket a visszavetítéssel vagy más rekonstrukciós módszerekkel 3D-s térfogati képpé rekonstruálják. A röntgen CT egy röntgen abszorpciós kontrasztképalkotási technika, és a röntgenenergiát minden mintára optimalizálni kell, hogy maximalizálják az abszorpciós együttható kontrasztját. A nagyítási geometria, valamint a röntgenforrás és detektor típusok is a legjobb felbontás érdekében optimalizáltak. A mintageometria kiválasztása a kísérlet jellegétől függ. A nagy felbontású CT felvételekhez mintaforgatást, míg az in vivo vagy in-situ kísérletekhez fix minta pozíciós elrendezést alkalmaznak. A Rigaku nano3DX szubmikron felbontásra, lágyszövetek, alacsony rendszámú anyagok nagy kontrasztú és gyors szkennelésére van optimalizálva. A CT Lab HX úgy van optimalizálva, hogy a nagy felbontástól (2,2 mikron) a nagy látómezőig (200 mm), a követelmények széles skáláját fedje le. A CT Lab GX fix minta pozíciós elrendezéssel in vivo és in-situ ultra-nagy sebességű vizsgálatokat tesz lehetővé