3D量測｜ATOS Tech News
於工業電腦斷層掃描中的 3D 氣孔缺陷檢測應用
Rick｜3D量測 ATOS 部門
鑄件氣孔缺陷
氣孔缺陷即氣體在金屬液結殼之前未及時逸出，在鑄件內生成的孔洞類缺陷。
氣孔的內壁光滑，明亮或帶有輕微的氧化色，在鑄件中產生氣孔後，會減小其有效的承載面積，且在氣孔周圍會引起應力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會降低鑄件的致密性，使得某些要求承受水壓試驗的鑄件變成報廢品。另外，氣孔對鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也會有不良的影響。
以球墨鑄件來說：
球墨鑄鐵件的生產過程中，在熱處理、拋丸清理後或機加工時，常會在皮下發現一些直徑大約為0.5-3mm，形狀為球形、橢圓狀或針孔狀內壁光滑的孔洞，即為氣孔缺陷。
金屬鑄造缺陷檢查
在金屬鑄造加工過程中或多或少會因為某些因素(參數跑掉、原料問題、人為疏失…等)而有不良率的產生，判定不良條件有很多種，本文要講是屬於成品缺陷部分，外部缺陷較能輕易從外觀檢查挑揀出來，但內部缺陷則完全看不到，有些內部微小 裂縫(暗裂) 及 孔隙(氣孔) ，即便後續用物理特性儀器分析也未必能看出異狀。
氣孔對鑄件品質會有什麼樣的的影響？
- 破壞金屬的連續性
- 使金屬有較少有效的誠載面積
- 氣孔附近易引起應力集中，機械性能下降，導致強度不夠容易產生表面裂痕
目前舊有的氣孔缺陷檢測方式
◆ X-Ray 掃描檢測
電腦斷層掃描檢測一般是用來檢查其內部的結構，主要看是否存在氣孔、疏鬆、沙眼、夾雜、裂紋等缺陷。這些缺陷在大型鑄件上的顯現體積也較大，所以對於 X-Ray 檢測精度的要求並不高。
而工業檢測的難點在於穿透力和解析度，因為工業件一般比較厚，需要更高劑量的 X-Ray ，這就意味著需要高電壓、高電流的 X-Ray 發射器，才能獲取高精度且更高效益的掃描資料。
目前使用 X-Ray 在鋁壓鑄或是重鑄的掃描檢測，是透過 2D 影像照片來判斷缺陷位置、缺陷形狀與大小…等，雖然依循 ASTM E2422 與 ASTM E2473 的規範標準影像作為判斷參考，但大多都基於人為經驗來判斷，容易有誤判及標準不一的狀況。另外，2D 影像照片無法對缺陷作的誤差進行量化且重要尺寸也無法檢測出來，例如缺陷距離表面的距離或是特定區域的缺陷比例。
更高效的 3D 氣孔缺陷檢測
- 透過 CT 檢測：最終得到的數據為 3D 數據，進而對所有缺陷做尺寸檢測
- 像是：氣孔表面積計算、氣孔體積、氣孔與表面距離…等關鍵氣孔缺陷分析
- 優勢：數據可視化及量化。無人為影響，缺陷檢測工具完整
- 檢測報告：可以提供 2D PDF 報告、3D 切層影片與最重要的 3D 檢測報告
3D 檢測報告
透過免費 GOM Inspect suit 2020 即可開啟 3D 格式的 CT 量測檔案，可以在任何電腦確認缺陷問題，立刻對產品進行修正。
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