Традиционные промышленные томографы достигают своих физических пределов, когда речь идёт о больших объёмах и высоких требованиях к рентгенографии. Система XXL CT Института Фраунгофера IIS, созданная в 2013 году, считается единственным в мире общедоступным комплексом, способным сканировать целые транспортные средства и грузовые контейнеры, но эта система требует сложной обработки исследуемых объектов.
Конструкция портала основана на медицинских компьютерных томографах.
Новая система GiantEye выходит за рамки существующих технологий. В отличие от предшественника, источник излучения и детектор размещены в штативе и вращаются вокруг исследуемого объекта в вертикальной плоскости, подобно крупногабаритному медицинскому компьютерному томографу. Это позволяет исследовать большие объекты в их естественном горизонтальном положении, не устанавливая их предварительно на бок.
Таким образом, исследователи могут обеспечить подходящие условия измерения в зонах с высокой степенью поглощения влаги, таких как батарея электромобиля. Система исключает механические напряжения, которые могли бы исказить результат измерения или даже повредить измеряемый объект.
«Таким образом, эту технологию можно впервые использовать в производственной среде, например, при первоначальном производстве сложных высоковольтных аккумуляторных систем», — говорит Александр Эннен, руководитель отдела прикладных методов и систем в институте Фраунгофера IIS. Система должна стать доступна промышленным партнерам в начале 2027 года.
Центральными техническими компонентами GiantEye являются линейный ускоритель с энергией рентгеновского излучения в девять мегаэлектронвольт и высокоточной системой управления, а также система детекторов, позволяющая проводить трехмерные измерения с разрешением до 100 микрометров.
Сочетание высокоэнергетического источника рентгеновского излучения и надежных детекторов также позволяет проводить рентгенографию толстых компонентов и плотных материалов, таких как те, которые используются в целых транспортных средствах, высоковольтных батареях или компонентах самолетов. Точная система обработки одновременно обеспечивает получение точных изображений с минимальным количеством артефактов.
Точная и эффективная архитектура сканирования упрощает работу с устройством.
Уникальной особенностью GiantEye является интеграция этих компонентов в промышленную архитектуру сканирования, которая сочетает в себе точность и эффективность. Такая архитектура системы впервые позволяет проводить рутинное КТ-исследование крупных объектов в промышленных условиях без трудоемкой подготовки.
Горизонтальная конструкция портала позволяет сократить время измерения, повысить качество изображения и снизить риски для исследуемых объектов, особенно в критически важных с точки зрения безопасности приложениях, таких как анализ высоковольтных батарей.
Система также открывает широкий спектр других возможных применений, таких как анализ автомобилей для краш-тестов, окончательная проверка компонентов, изготовленных методом аддитивного производства, и диагностика материалов крупных компонентов двигателей. В Техническом университете Кайзерслаутерна система Gulliver CT с 2024 года позволяет исследовать бетонные балки под нагрузкой в трех измерениях. Это стало шагом к модульному применению больших порталов компьютерной томографии.
«Существуют также интересные области применения в сфере общественной безопасности», — объясняет Норман Ульманн, руководитель Центра разработок рентгеновских технологий. «Подобная система, позволяющая получить более детальное представление о содержимом закрытых транспортных контейнеров без необходимости их вскрытия, что сопряжено с большими затратами, представляет собой значительный технологический прогресс».
Возможно промышленное использование к началу 2027 года.
«Мы стоим на пороге новой технической эры и хотим сделать наши инновации доступными во всем мире для промышленного применения», — объясняет Джованни Дель Гальдо, директор Института Фраунгофера IIS.
«Наша модульная системная архитектура позволяет нам разрабатывать индивидуальные решения для множества различных задач тестирования. Это открывает захватывающие возможности для широкого круга отраслей, таких как автомобильная, аэрокосмическая и энергетическая».
Исследователи также работают над усовершенствованием обработки данных и автоматизации в системе. Огромные объемы данных, генерируемые высокоэнергетическими компьютерными томографическими исследованиями, требуют новых алгоритмов для быстрой реконструкции и оценки трехмерных изображений.
«Разработка также сосредоточена на том, как работать с огромным объемом данных. Наша цель — не просто создать измерительный прибор, а обеспечить целую экосистему для эффективного использования данных», — говорит Эннен. «Как только станет возможна рутинная работа, GiantEye навсегда изменит подход к обеспечению качества и разработке продукции для крупных и сложных систем».
