隨著(zhù)科技的飛速發(fā)展，顯微 CT 技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應用愈發(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(guān)層面的材料結構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(xiàn)照射樣品，通過(guò)探測器記錄透射的 X 射線(xiàn)強度分布，再利用計算機算法重構出樣品的三維內部結構。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 結構示意圖：射線(xiàn)源和探測器不動(dòng)，樣品臺旋轉

顯微 CT 技術(shù)可以無(wú)損地提供詳細的材料內部信息，包括：

1結構信息：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)的應用

01內部結構觀(guān)察與制造精度分析

顯微 CT 為增材制造零件的內部結構提供高分辨率的三維圖像，對于 3D 打印零件的尺寸、形狀和幾何特性可進(jìn)行準確測量。這一功能特性對于驗證制造過(guò)程的精度、識別形狀偏差以及進(jìn)行后續工藝和組裝步驟具有重要意義。

使用 NEOSCAN 臺式顯微 CT 掃描 3D 打印鈦合金零件，可清晰觀(guān)測內部結構形狀，有利于分析難以察覺(jué)的制造偏差。 

使用 NEOSCAN 臺式顯微 CT 以 20 微米尺寸掃描鈦合金髖關(guān)節植入物，植入物長(cháng)達18.7cm?？色@得無(wú)偽影的高質(zhì)量圖像，清晰展示其內部結構和尺寸大小。

02缺陷分析與優(yōu)化設計

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

僅僅通過(guò)二維截面的局部觀(guān)察并不能全面準確地獲得缺陷特征及其變化規律，借助顯微 CT 能夠使制造商更全面地了解零件的質(zhì)量，有針對性地進(jìn)行設計優(yōu)化，提高零件的強度和耐久性。

使用 NEOSCAN 臺式顯微 CT 掃描陶瓷材料，清晰揭示內部孔隙、裂紋，并可計算內部孔隙度，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

03粉末質(zhì)量評估與分布監測

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，幫助研究人員評估粉末的尺寸、形狀和分布。這對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(guān)察零件每一層的粉末分布情況。這有助于調整制造參數，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 三維重建結果（左），陶瓷粉末顆粒體積三維渲染圖（右）。圖片源于文獻

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

總結

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

隨著(zhù)這項技術(shù)的應用不斷拓展，可以預見(jiàn)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。