许多组件和组件的内部特征很难进行无损检测，因为传统计量要求它们进行分段。
例如空心液压成形凸轮轴，带有共形冷却通道的3D打印模具，或带有金属嵌件的塑料注塑电连接器。现在，鲁汶大学的PMA部门正在使用x射线计算机断层扫描(CT)机器来研究测量这些3D组件的内部。
多年来，CT在医学上广泛应用于成像和诊断，以及检查材料以确定是否存在内部特征，如铸型中不需要的夹杂物。亚博网站下载现在，比利时鲁汶大学的Jean-Pierre Kruth教授和他的团队正在进行研究，以扩大CT在尺寸计量领域的应用。鲁汶大学是比利时最古老和最大的大学。使用CT，可以像传统的触摸探头或激光扫描仪一样，在外部对部件进行检查，但内部几何形状也可以在相同的设置中进行无损测量。
这所大学被称为鲁汶天主教大学(KU Leuven)，离鲁汶大学欧洲总部很近尼康计量．两家机构正在密切合作，开发CT作为几何测量和质量控制的工具。鲁汶大学(KU Leuven)最近安装了两台尼康计量CT机，使Kruth教授的PMA部门能够进行深入的研究，该部门负责大学机械工程系的生产工程、机器设计和自动化。CT机也用于鲁汶大学的冶金系，主要用于材料检测。亚博网站下载该部门最近升级了一台CT机与新的尼康计量180kev x射线源和控制软件。
PMA部门的x射线机之一，225kev型号XT H 225，包括微聚焦x射线源，线性尺度，更好的冷却和其他增强，提供更高的精度，使其适合CT计量。第二台机器是一台大型机柜微聚焦XT H 450，目前安装在比利时和荷兰的最高功率CT机，为较厚的金属部件提供足够的x射线穿透。作为导向，450kev微聚焦源可以穿透35毫米的钢或110毫米的铝。
位于布鲁塞尔的大力神基金会(Hercules Foundation)提供了一笔赠款，帮助该大学购买机器。该基金会是由佛兰德政府为科学研究提供资金的。获得这笔资金的先决条件是，设备必须是该地区独一无二的，并可提供给其他公司和机构进行研究。app亚博体育
常规加工零件测量以及3D打印零件
Kruth教授评论道:“我们的PMA部门在生产研究方面有着悠久的传统，从20世纪60年代的铣削、钻井和磨削开始，到70年代的火花侵蚀，再到90年代的增材制造(AM)和3D打印技术。
“使用早期加工技术生产的部件的尺寸计量和质量控制导致我们安装了带有触摸探头和激光扫描头的坐标测量机(cmm)。“如今，包括五轴铣削、增材制造和液压成形在内的生产技术使生产复杂产品成为可能，这些产品通常具有内部特征或通道。
“如此复杂的产品给我们带来了挑战，因为不通过x射线对部件进行无损检查是不可能的。
“通常会生产一次性原型或小批量组件。即使对一个部件进行切片检查，也会导致不可接受的百分比报废水平。“然而，CT也有自己的困难，因为金属密度特别大，除非功率很高，x射线往往会散射和被吸收。此外，标准机床平台没有足够的刚度和精度来进行精密测量，因为它们传统上用于材料检测。
“事实上，在CT社区内普遍缺乏了解，关于使用该技术的测量和可追溯性的技术相关的准确性和可重复性问题。”为了研究使用CT进行计量的可能性，Ku Leuven在WiM德惠教授领导的两家合作伙伴，局部工程学院，集团T，邻近萨丁·卡特吉尼 - 瓦尔的丹尼奥研究所的帮助，与大学合并2013年10月1日。
他们的目标是三组组件——添加剂制造的部件，传统生产的精密部件和组件，以及通过传统加工生产的高度复杂的部件，比如用于F16战斗机和阿丽亚娜火箭的伺服阀。
作为一个例子，阀门有数百个交叉通道，其尺寸需要测量，也需要检查孔的内部毛刺，如果不进行破坏性测试，这将是一个困难的工作。显然，如果没有某种形式的无损检测，100%的检测是不可能的，这是许多安全关键部件所要求的。
CT测量精度可与传统计量相媲美
Kruth教授表示，使用x射线CT测量这些部位的初步结果证明非常有希望。PMA实验室进行的研究表明，对于某些金属部件，根据应用情况，使用尼康计量CT系统，零件内部和外部尺寸的测量不确定度(最大允许误差)可以低于10微米。这意味着，它的精度接近典型的三坐标测量机。例如，实验室中的一种三坐标测量机的不确定度为5微米加上每米元件长度5微米。
为了帮助实现这一水平的CT扫描精度，PMA的团队将两台尼康计量机放置在温度控制的环境中，尽管每台机器都有自己的内部冷却系统，以保持热稳定性。
工作原理
在工作中，光源通过将电子投射到目标上而产生x射线。当x射线穿透工件时，由于吸收和散射而衰减。衰减量由进入材料的距离、材料的成分和密度(即衰减系数)以及x射线的能级(keV)决定。在穿透工件后，衰减的x射线通常通过平板探测器捕获，生成2D灰度图像。对工件的多个旋转步骤进行二维图像采集。
重建一个工业组件基于投影图像片,类似于一个3 d印刷层组件,导致体元模型(体素的3 d模拟是一个像素),灰度值的像素点是一个测量的线性衰减系数的材料。CT最大的优点是消除了感兴趣区域以外的结构图像的叠加。通过算法对体素数据进行后处理，检测工件的边缘和特征，实现尺寸测量和质量控制。
安装在PMA实验室的XT H 450除了传统的2D平板探测器外，还具有1D弯曲线性探测器。使用线性检测器需要工件沿着旋转轴移动，以类似于医疗CT扫描仪的方式连续测量物体的横截面。研究目前正在进行PMA确定线性检测器,它允许更高的权力(更高的电压、电流或曝光时间,因此大材料渗透)和x射线散射不敏感,可用于检查大组件更准确地比平板探测器。
技术挑战
KRUTH和他的员工正在调查各种问题，例如优化X射线照明参数并调整灰度阈值参数以进行可追踪尺寸测量，降低X射线光斑尺寸，以提高准确度并增加功率X射线源以更大的渗透到大型金属部件。
另一个研究课题是光束硬化，这是多色CT源的一个常见问题，低能量光子更容易被工件材料吸收。它会导致图像的色差和变形，主要是在边缘，导致检测到错误的灰度值，这给人的印象是组件的皮肤是不同的材料与核心，意味着错误的边缘检测。在研究材料成分时，光束硬化是不可取的，并通过光束过滤和软件进行校正，但在计量方面，考虑利用这种效应来增加边缘清晰度，使工件的外部尺寸更容易更精确地测量。
合作
鲁汶大学和尼康计量之间的密切关系起源于该大学的一个前公司，将其工作商业化，尼康计量的首席执行官吉川Kenyi最近庆祝了PMA的CT设施的落成。其他的大学附属企业，如LayerWise，专门从事金属AM，和Materialise，一个世界快速原型的参与者，今天正在与大学合作发展CT计量。这表明，克鲁斯教授是这三家公司的创始董事会成员。
PMA与国际上的企业和学术界建立了大量合作关系，这些只是其中的一小部分，这些合作关系主要在欧洲，但也在美国和日本。研究活动在很大程度上是由工业驱动的，因此具有实际性质。
循环罗宾练习涉及欧洲的15家公司和实验室测量相同的物品并比较了计量结果，分享了知识和最佳实践，以优化测量的准确性和可追溯性。
欧洲联盟Marie-Curie计划的这次，欧洲联盟玛丽居里计划的帮助，欧洲欧洲合作速度刚刚开始。Ku Leuven在英国和比利时加入了Nikon Metrology，NPL（国家物理实验室 - 英国国家测量学院），PTB（Physikalisch-Technische Bundesanstall - 德国国家Metrology Institute），在比利时实现了一些其他公司和其他公司CT计量工程师和研究人员培训大学。