Material density consideration on the possibility of engine parts imaging with computed tomography

• Autorzy: Markowski T. , Markowska O. , Miechowicz S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ rodzaju materiału i gęstości na dokładność obrazowania części maszyn z wykorzystaniem tomografii komputerowej

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono możliwości akwizycji i przetwarzania danych kół zębatych o różnych gęstościach oraz obrazowania skomplikowanych geometrycznie części maszyn z wykorzystaniem tomografii komputerowej (TK). Inżynieria odwrotna (RE) umożliwia otrzymanie geometrii rzeczywistych obiektów, części maszyn i całych urządzeń. Jest szczególnie użyteczna w przypadku, kiedy dane CAD danej części nie istnieją. Może być ona wykorzystana do wytworzenia części zamiennej lub modelu CAD do dalszych badań rozwojowych. Można ją również zastosować do testów, kontroli jakości oraz w procesie rozwoju gotowego produktu. Tomografia komputerowa jako jedna z technik inżynierii odwrotnej, umożliwia dokładne pomiary części maszyn, geometryczny opis wewnętrznych i zewnętrznych cech obiektu. Jest jednym z podstawowych narzędzi w badaniach nieniszczących, badaniach materiałów, dla zapewnienia jakości oraz inżynierii odtworzeniowej. Jedynymi ograniczeniami metody są grubość badanego obiektu, jego gęstość oraz moc źródła promieniowania rentgenowskiego. Artykuł prezentuje problemy związane z akwizycją danych oraz obrazowania elementów silników, części maszyn ze szczególnym uwzględnieniem kół zębatych o różnej gęstości. Przedstawiono również wpływ gęstości (rodzaju materiału) oraz objętości na jakość obrazowania w badaniach części maszyn metodą tomografii komputerowej. Do obszarów zastosowań należy zaliczyć badania niezawodności elementów maszyn, diagnozowanie uszkodzeń, pęknięć, zużycia części maszyn z elementami wewnętrznymi, jak kanały, komory, analiza pracy złożonych mechanizmów itp. Obróbka danych tomograficznych do badań została przeprowadzona przy użyciu pakietu oprogramowania Able Corp. 3DDoctor oraz Catia V5.

EN

The article presents the possibility of data acquisition and processing of the gear-wheels with different densities and complex shape geometry imagine recognition with Computed Tomography (CT). Reverse Engineering (RE) techniques allow for obtaining the geometry of the real parts and the whole machineries. It is especially useful if CAD data of the parts doesn't exist. The reason may be to fabricate a spare part or to create a CAD model for further development. It can be applied for tests, quality verification and further development of the product. Computed Tomography, as one of RE techniques, allows for accurate and precise part measurements, enabling description of internal and external structures. It is one of the most significant tools for nondestructive testing of materials, quality assurance and reengineering. The only limitations are the part thickness, density, and the power of CT x-ray tube. The article presents problems of data acquisition with the imaging of engine parts, especially gear-wheels, with different density. The influence of part density and volume parameters on the quality of imaging of the CT measure technique in this article are presented. The specific fields of interest could be a machinery failure analysis, inspection of assemblies, investigations of material properties changes as density distribution, etc. The CT data for the analysis was preprocessed with Able 3D Doctor and Catia V5 software.

Słowa kluczowe

PL

transport; inżynieria odwrotna; modelowanie; tomografia komputerowa; CAD

EN

transport; reverse engineering (RE); modelling; computed tomography; CAD

• Wydawca: Łukasiewicz Research Network - Institute of Aviation ; European Science Society of Powertrain and Transport KONES Poland ; Wydawnictwo Instytutu Technicznego Wojsk Lotniczych
• Czasopismo: Journal of KONES
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 15, No. 2
• Strony: 311--318
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Markowski T.

autor

Markowska O.

autor

Miechowicz S.

• Rzeszów University of Technology Faculty of Mechanical Engineering and Aeronautic Al. Powstańców Warszawy 8, 35-959 Rzeszów, Poland tel.: [phone], fax.: [phone],

Bibliografia

• [1] Motavalli, S., Review of Reverse Engineering Approaches, International Journal of Machine Tools & Manufacture 40/2000, Vol. 35, No. 1-2/2000.
• [2] Urbanik, A., Miechowicz, S., Przestrzenna analiza dokładności obrazowania tomografu medycznego, Spatial Analysis of CT Accuracy, Polish Journal of Radiology, Vol. 69, Suppl. 1, 372(319), Mikoajki 2004.
• [3] Markowski, T., Miechowicz, S., Czynniki wpływające na rozdzielczość przestrzenną CT dla potrzeb Reverse Engineering, Wyd. Akademii Morskiej w Gdyni, 2005.
• [4] Miechowicz, S., Sobolak, M., The Efficiency of Utilization of Siemens Sensation 10 CT Scanner for Reverse Engineering, Prace Naukowe Instytutu Technologii Maszyn i Automatyzacji Politechniki Wrocławskiej Nr 85/2004, Wrocław 2004.
• [5] Xinming, L., Zhongin, L., Tian, H., Ziping, Z., A Study of a Reverse Engineering System Based on Vision Sensor for Free-Form Surfaces, International Journal of Machine Tools &Manufacture 40/2001.
• [6] Markowski, T., Miechowicz, S., Markowska, O., Some aspects of CT data acquisition for Reverse Engineering, Prace Zachodniego Centrum Akademii Transportu Ukrainy, Lwow, Wydawnictwo "Logos" Lwow 2006.
• [7] Tai, C., Huang, M., The processing of data points basing on design intent in reverse engineering, International Journal of Machine Tools & Manufacture, 40/2000.
• [8] Yu, et al., A Segmentation-Based Method for Metal Artifact Reduction technical report Academic Radiology, Vol 14, No. 4, April 2007.