Tomografía: Tecnología y aplicaciones · Análisis de defectos en un molde de inyección con...
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Tomografía: Tecnología y aplicaciones
15.03.2013
Holger SchubmehlRegional Sales Manager
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Asunto• Inspección y
medición con tecnología de rayos-X
Agenda• Perfil de la
compañía Carl Zeiss
• Principiosgenerales de los equipos de Rayos-X
• Ejemplos de aplicaciones
• Equipos Zeiss de Rayos-X
Beneficio• Entender la
tecnología de rayos-X y sus límites
• Resumen de aplicaciones con Rayos-X
• Diferentessistemas de rayos-X
Objetivo de la presentación
2Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 15.03.2013
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Grupo Carl ZeissUbicaciones
Carl Zeiss has around 30 production sites and more than 50 sales and service organizations around the world. The company has representatives in more than 30 countries and is headquartered in Oberkochen in southwestern Germany.
Overall, about 24,000 people work for Carl Zeiss around the globe.
Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 15.03.2013
15.03.2013 4Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 4
Grupo Carl ZeissCifras de las distintas unidades de negocio (2010/11)
Medical Technology€854 million revenue 3,190 employees
Industrial Metrology
€394 million revenue 1,996 employees
Microscopy
€423 million revenue 1,864 employees
Semiconductor Manufacturing Technology€1,378 million revenue 2,872 employees
Consumer Optics/Optronics
€316 million revenue 1,525 employees
Vision Care
€849 million revenue 9,941 employees
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Metrología IndustrialGrupo Carl Zeiss
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¿Qué fabrica Carl Zeiss IMT?
GAMMA
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
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Variedad de piezas… I
GAMMA
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Variedad de piezas… II
GAMMA
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
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Variedad de piezas… III
GAMMA
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Ejemplos de errores en piezas de plástico
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ExternalErrors
Form Deviation
Shrink Mark
Joint Line
UncompletedFilling
Over molding
Bubble Formation
Volume Contraction
Dimensional Deviation
InternalError
Cavities
Material Inclusion
Crack
Decomposition
Fiber Orientation
Fiber Length
Bubbles
Delamination
Captura destructiva o por radiografía para
inspección
Captura externa parainspección
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Selección de algunos sistemas de inspeccióny medición de piezas fabricadas
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Metrología por coordenadas Microscopía(Luz / Electrones)
Tomografía computarizada (TC)
Metrología de superficies
Deflectometría
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Asunto• Inspección y
medición con tecnología de rayos-X
Agenda• Perfil de la
compañía Carl Zeiss
• Principiosgenerales de los equipos de Rayos-X
• Ejemplos de aplicaciones
• Equipos Zeiss de Rayos-X
Beneficio• Entender la
tecnología de rayos-X y sus límites
• Resumen de aplicaciones con Rayos-X
• Diferentessistemas de rayos-X
Objetivo de la presentación
12Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 15.03.2013
15.03.2013 13Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Principios de la tomografía computarizada(TC): Diseño mecánico del rayo cónico TC
X-RaySource
X-RayDetector
Cone Beam
Object
Additional Positioning Axes
Positioning Axis for Magnification
RotaryTable
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Principios de la TC: Proyección de imágenes
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
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¿Qué se puede escanear?Piezas de muestra
Maximum accumulated wall thickness appx: Plastic 200mm Aluminum 100mm Steel 14mm
Complex mixed material parts less wall thickness possible
Inspection only sometimes more wall thickness possible.
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
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Asunto• Inspección y
medición con tecnología de rayos-X
Agenda• Perfil de la
compañía Carl Zeiss
• Principiosgenerales de los equipos de Rayos-X
• Ejemplos de aplicaciones
• Equipos Zeiss de Rayos-X
Beneficio• Entender la
tecnología de rayos-X y sus límites
• Resumen de aplicaciones con Rayos-X
• Diferentessistemas de rayos-X
Objetivo de la presentación
16Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 15.03.2013
15.03.2013 17Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 17
Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
DefectControl
3D-Volume Data (Voxel)
Análisis de defectos en un molde de inyección con paredes de gran espesor
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Possible Defects:• Cavities by volume
contraction of the melt and pressure fluctuations
• Bubbles trough air pockets at the confluence of the flow fronts and deairing problems
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Análisis de defectos: Evaluación cuantitativadel tamaño de los defectos utilizandodistribución de frecuencia
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Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
DefectControl
AssemblyControl
3D-Volume Data (Voxel)
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Inspección de montajes:Revisión de conexiones de cableado
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Inspección de montajes:Desmontaje virtual de una jeringa de insulina
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Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
Dimensional Metrology
DefectControl
AssemblyControl
3D-Volume Data (Voxel)
15.03.2013 24Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Características de Rendimientos para la Metrología por Coordenadas: Error de acuerdo a la norma ISO 10360
Source: PTB,Braunschweig
Error de medición longitudinal Error de palpado
Source: PTB, Braunschweig
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Transferencia a la TC: Errores de acuerdo a la norma VDI 2617-13 / 2630
Error de palpadoError de distancia entre esferas
Error PF and PSError at a calibrated Sphere with low Form Error
Form ErrorPF = Rmax - Rmin
Size Error PS = Da - Dr
true profile
measured profilereconstruction slice
edges are shifted
No solo cuenta el valor de la distancia entre esferas
Voxel size difference 0,079 mm vs 0,023 mm is obvious
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Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
Dimensional Metrology
Dimensional Feature Extraction/ Evaluation
DefectControl
AssemblyControl
3D-Volume Data (Voxel)
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 28
¿Qué puede ser medido?
All kind of characteristics and tolerances (size, shape, location, …) in industrial production according to common standards (e.g. ISO 1101)
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Informes de medición
VDA First Part Inspection Report
Protocolo de presentación
Evaluación metrológicacon CalypsoThe technology is new, theevaluation environment is thesame as before. As with tactilemeasurements, the evaluation ismade in Calypso.
From data import of the CADmodel up to the CNC run youcan work with your familiarevaluation tools.
15.03.2013 30Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Informes Gráficos de Medición
25.03.2009 30
Informe de planitud Protocolo Gráfico
Evaluación Metrológicacon CALYPSOThe technology is new, theevaluation environment is thesame as before. As with tactilemeasurements, the evaluation ismade in Calypso.
From data import of the CADmodel up to the CNC run youcan work with your familiarevaluation tools.
15.03.2013 31Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Ejemplo de Aplicación: Comparación de Contornos Nominales y Reales en un moldede inyección para la corrección del troquel
Courtesy: Benninger, R., Bleicher, M., Berthold, J.: Mit Röntgenblick zum Allrounder - Roadmap Fertigungsmesstechnik 2020, QZ 54 (2009) 10
15.03.2013 32Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 32
Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
Dimensional Metrology
Dimensional Feature Extraction/ Evaluation
DefectControl
CAD-Comparison
AssemblyControl
Reverse Engineering
3D-Volume Data (Voxel)
15.03.2013Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Ejemplo de Aplicación: Comparación de diferentesestados de fabricación con una comparación “Real-Real“)
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Asunto• Inspección y
medición con tecnología de rayos-X
Agenda• Perfil de la
compañía Carl Zeiss
• Principiosgenerales de los equipos de Rayos-X
• Ejemplos de aplicaciones
• Equipos Zeiss de Rayos-X
Beneficio• Entender la
tecnología de rayos-X y sus límites
• Resumen de aplicaciones con Rayos-X
• Diferentessistemas de rayos-X
Objetivo de la presentación
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15.03.2013 35Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE 35
Aplicaciones de la TC: Evaluación de oportunidades para los datos Voxel
NDT(Non Destructive Testing)
Dimensional Metrology
3D-Volume Data (Voxel)
VolumeMax Metrotom
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La Familia METROTOM®
Medición e Inspección en el laboratorio
METROTOM®
800 METROTOM® 1500
Aplicación: Test / Inspección + Metrología Dimensional
VoluMax para la detección de defectos en la línea de producciónInspección de piezas en < 1 minuto en producción
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15.03.2013 38Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
Reto para uso en la línea de fabricación: Tiempo de medición Causa de la relación efecto para una pieza en concreto (Tamaño y Densidad) sin considerar artefactos
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Numberof Projections
(-)
MeasuringTime (-) Quality of
Voxel Model(Measuring
Error)
(-)
Image Quality(Resolution,Theoretical:Voxel Size)
X-Ray Power(Current,Voltage)
X-RaySpot Size
(+) (-)(+)
Time forProjections
(-)
contrary requirements
Signal-NoiseRelation (-)
MovementArtefacts (-)
Rotary Table
Movement
(+)
Enclosure Time (-)
15.03.2013 39Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
AplicacionesVoluMax
Porosity analysisAluminium part
(320 x 150 x 50) mm
Detection of cracks and inclusionsPlastic part
(120 x 120 x 160) mm
Mixed material assembly analysisMixed plastic parts
(120 x 80 x 130) mm
225 kV @ 8 mA20 sec / Scan~ 50 sec / Teil
0,175 mm
225 kV @ 3 mA15 sec / Scan~ 20 sec / teil
0,316 mm
225 kV @ 3,5 mA8 sec / Scan
~ 13 sec / Teil0,237 mm
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Comparación de las principalescaracterísticas entre el VoluMax y el Metrotom
Resolution: 3.5um (Metrotom 800) 120um
MPEE: 4um + L/100 does not exist
Scanning time: 10 – 50 minutes 10 – 50 seconds
Environment: Laboratory Production line
Parts: small batches 100 % control
Operator: Metrologist Automatic operation
Metrotom VoluMax
15.03.2013 40Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
• En la Tomografía Computarizada (TC) debemosdistinguir entre Inspección/Test y la MetrologíaDimensional.
• La línea de productos Metrotom se emplea en la Inspección/Test y en la medición dimensional de pequeños lotes en el laboratorio.
• La línea de producto VoluMax es únicamente para la inspección/test 100% en la línea de producción.
Resumen
15.03.2013 41Carl Zeiss IMT GmbH, Holger Schubmehl, IMT-VE
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