L’association d’un tube sub-microfocus haute résolution et d’un tube microfocus haute tension au sein d’une même machine de tomographie ouvre la voie à de nouvelles solutions adaptées et un large éventail d’applications métrologiques.
Un duo de tubes performant pour une flexibilité maximale
Le tube sub-microfocus améliore la résolution du système de mesure à double tube d’un ordre de grandeur, atteignant ainsi une résolution inférieure au micromètre.
Le tube microfocus de 300 kV, quant à lui, permet la mesure de pièces volumineuses ou denses avec une résolution de l’ordre de quelques microns.
Cette combinaison rend l’appareil idéal pour des applications aux exigences de résolution très variées, ainsi que pour des pièces de tailles et de matériaux différents.
Grâce à cette technologie, presque toutes les tâches de tomographie CT peuvent désormais être réalisées avec un seul système.
L’association avec la technologie brevetée, la tomographie CT à zone d’intérêt (ROI-CT) permet en outre de mesurer plusieurs détails de petite taille sur des pièces de grandes dimensions. Pour ce faire, la tomographie d’aperçu est effectuée avec le tube microfocus, tandis que les zones d’intérêt sont analysées avec le tube sub-microfocus, offrant un grossissement supérieur.
Des performances élevées à haute énergie
Le tube microfocus atteint des tensions jusqu’à 300 kV, une puissance maximale de 80 W et des tailles de foyer de quelques micromètres.
Grâce à la cible de transmission, ces dimensions de spot extrêmement fines peuvent être maintenues même à puissance maximale, permettant alors de mesurer rapidement et avec une grande précision des pièces massives ou très denses.
Système de mesure à deux tubes : tube microfocus (en haut) et tube submicrofocus (en bas).
Le tube sub-microfocus fonctionne avec une tension maximale de 160 kV et une puissance pouvant atteindre 50 W.
Grâce à une unité de focalisation supplémentaire, il est possible d’obtenir une taille de spot minimale de 0,5 μm.
Dans le domaine de la tomographie, la résolution indiquée correspond souvent à celle de l’image radiographique qui ne reflète pas nécessairement la résolution réelle dans le volume. Il arrive également que seule une taille de voxel soit mentionnée : une valeur qui peut donc être définie de manière arbitrairement petite par calcul et ne représente pas la taille effective des structures réellement résolues.
Avec le tube sub-microfocus de Werth, la résolution effective dans l’image radiographique atteint 0,5 μm, garantissant ainsi une précision de mesure exceptionnelle.
Image tomographique d’un standard de structure avec une largeur de ligne de 0,5 μm : la structure est résolue.
La résolution effective d’une machine de tomographie résulte principalement de la combinaison (convolution) des fonctions de résolution du foyer, de l’axe de rotation et du détecteur, en tenant compte du facteur de grossissement. Pour cette raison, la machine est équipée d’un axe rotatif de haute précision, dont les erreurs de battement radial sont inférieures à 0,2 μm. Ainsi, la résolution pratique obtenue pour la structure volumique du système de mesure à deux tubes, incluant le tube sub-microfocus, est d’environ 1 μm.
Les applications du tube sub-microfocus couvrent notamment la mesure de matériaux filtrants, par exemple l’analyse de la structure des fibres, la détermination de la profondeur de pénétration des particules avec représentation en code couleur, ainsi que la mesure des tailles de particules correspondantes.
Structure de fbre d’un fltre dont les dimensions sont de l’ordre du micromètre.
Exigences
Même une dérive inférieure à un micromètre peut entraîner une perte significative de résolution. Il est donc indispensable de détecter et de corriger cette dérive pendant le processus de numérisation.
Pour le tube sub-microfocus, la procédure de détection de dérive durant le scan tomographique a été optimisée et une nouvelle méthode de vérification de la résolution des structures volumiques développée. Ces améliorations permettent de démontrer que la résolution théorique peut effectivement être atteinte et que les influences telles que la dérive deviennent négligeables après correction.
Un système de mesure à deux tubes peut être intégré dans les modèles TomoScope® L, XL et XL NC. D’autres capteurs, tels qu’un capteur de point confocal chromatique pour les mesures optiques, peuvent également être ajoutés. Ceux-ci permettent notamment de relever rapidement des points de mesure sur des zones définies de la pièce ou d’effectuer des mesures de rugosité.
Exemples d’application
La machine de mesure à deux tubes permet de répondre à des exigences de résolution très variées et de mesurer des pièces de tailles et de matériaux différents.
Dans le cas de pièces en plastique injecté renforcées de fibres composites, les caractéristiques géométriques peuvent être mesurées avec le tube microfocus, tandis que l’orientation, la longueur et le diamètre des fibres sont analysés avec le tube sub-microfocus.
Pour les pièces moulées sous pression, cette technologie est idéale pour l’analyse des pores, des vides et des fissures.
Vue en coupe transversale du volume montrant des particules d’acier de tailles variées.
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