隨著科技的飛速發(fā)展,，顯微 CT 技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,，尤其是在增材制造和粉末冶金領(lǐng)域。顯微 CT 技術(shù)以其高分辨率,、非破壞性的特點(diǎn),，為微觀層面的材料結(jié)構(gòu)和缺陷分析等提供了解決方案，為增材制造和粉末冶金行業(yè)的發(fā)展注入了新的活力,。

Part 01.什么是顯微 CT,？

顯微 CT 技術(shù)利用 X 射線照射樣品，通過探測(cè)器記錄透射的 X 射線強(qiáng)度分布,，再利用計(jì)算機(jī)算法重構(gòu)出樣品的三維內(nèi)部結(jié)構(gòu),。其能夠在非破壞的情況下，提供高分辨率和三維圖像,。

顯微 CT 結(jié)構(gòu)示意圖：射線源和探測(cè)器不動(dòng),，樣品臺(tái)旋轉(zhuǎn)

顯微 CT 技術(shù)可以無損地提供詳細(xì)的材料內(nèi)部信息，包括：

1結(jié)構(gòu)信息：如直徑,、體積,、表面積、圓度,、連通性,、空間分布......

2密度信息：如空腔孔隙、元素輕重,、成分分布......

3三維模型：如有限元分析,、3D 打印......

Part 02.顯微 CT 在粉末冶金和增材制造行業(yè)的應(yīng)用

01內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察與制造精度分析

顯微 CT 為增材制造零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)提供高分辨率的三維圖像,，對(duì)于 3D 打印零件的尺寸、形狀和幾何特性可進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量,。這一功能特性對(duì)于驗(yàn)證制造過程的精度,、識(shí)別形狀偏差以及進(jìn)行后續(xù)工藝和組裝步驟具有重要意義。

使用 NEOSCAN 臺(tái)式顯微 CT 掃描 3D 打印鈦合金零件,，可清晰觀測(cè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)形狀,，有利于分析難以察覺的制造偏差。 

使用 NEOSCAN 臺(tái)式顯微 CT 以 20 微米尺寸掃描鈦合金髖關(guān)節(jié)植入物,，植入物長(zhǎng)達(dá)18.7cm,。可獲得無偽影的高質(zhì)量圖像,，清晰展示其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和尺寸大小,。

02缺陷分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)

在增材制造中，顯微 CT 技術(shù)可以用于非破壞性地觀察零件的內(nèi)部結(jié)構(gòu),，揭示可能存在的缺陷,，如孔隙、裂紋等,。

僅僅通過二維截面的局部觀察并不能全面準(zhǔn)確地獲得缺陷特征及其變化規(guī)律,，借助顯微 CT 能夠使制造商更全面地了解零件的質(zhì)量，有針對(duì)性地進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化,，提高零件的強(qiáng)度和耐久性,。

使用 NEOSCAN 臺(tái)式顯微 CT 掃描陶瓷材料，清晰揭示內(nèi)部孔隙,、裂紋,，并可計(jì)算內(nèi)部孔隙度，進(jìn)行有效滲透率模擬,。

高壓渦輪葉片的 CT 掃描圖像,，鑄造葉片榫頭缺陷（上）及加工葉片榫頭缺陷（下）。圖片源于文獻(xiàn)

03粉末質(zhì)量評(píng)估與分布監(jiān)測(cè)

在粉末冶金領(lǐng)域,，顯微 CT 技術(shù)可以提供粉末顆粒的高分辨率圖像,，幫助研究人員評(píng)估粉末的尺寸、形狀和分布,。這對(duì)于制定合理的粉末制備工藝,，提高粉末的均勻性和流動(dòng)性具有關(guān)鍵意義，從而優(yōu)化材料性能,。

顯微 CT 技術(shù)還可以在不破壞樣品的情況下,，觀察零件每一層的粉末分布情況,。這有助于調(diào)整制造參數(shù),，確保每一層都能夠獲得均勻的粉末分布，提高零件的密實(shí)性和性能。

陶瓷粉末顆粒 CT 三維重建結(jié)果（左）,，陶瓷粉末顆粒體積三維渲染圖（右）,。圖片源于文獻(xiàn)

未去除邊界的三維可視化結(jié)果（左）去除邊界顆粒后的三維可視化結(jié)果（右）。圖片源于文獻(xiàn)

總結(jié)

綜合而言,，顯微 CT 在粉末冶金和增材制造中的應(yīng)用為制造業(yè)提供了全新的,、非侵入性的質(zhì)量評(píng)估方法。通過深入探測(cè)材料的內(nèi)部和外部特征,，顯微 CT 技術(shù)為制造商提供了更全面的數(shù)據(jù)支持,，助力優(yōu)化制造過程。

隨著這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不斷拓展,，可以預(yù)見它將在推動(dòng)粉末冶金和增材制造領(lǐng)域取得更多突破和創(chuàng)新方面發(fā)揮關(guān)鍵的作用,。