تصویربرداری دیجیتال، تأخیر در عکس برداری را که در تصاویر برداشته شده با اشعه ایکس پیش می آید، از بین برده است. این پیشرفت شگرف راه را بازکرده است تا با استفاده هم زمان از اشعه ایکس و تصویربرداری دیجیتالی، بسیاری از عرصه های صنعتی شاهد خلاقیت های بیشتر باشد. برای نمونه، در سی تی اسکن یا CAT که بیشتر مصارف پزشکی دارد از صدها عکس دوبعدی برداشته شده با اشعه ایکس برای ایجاد یک عکس سه بعدی از اندام های داخلی بدن استفاده می شود.
ابزارهای جدیدی که از این فناوری در مقیاس کوچک (موسوم به میکرو سی تی اسکن) بهره می گیرند، زمینه پیشرفت در برخی صنایع را بهتر فراهم کرده اند.
سیستم های معمولی اشعه ایکس نقایصی دارند؛ مثلاً، تنها یک تصویر دوبعدی ارائه می دهند و سریع نیستند. در میکرو سی تی اسکن برخی از این نقایص رفع شده و حتی امکانات بیشتری را فراهم می کند.
میکرو سی تی اسکن در عرصه کفش نیز زمینه ساز پیشرفت هایی بوده و این فرصت را می دهد تا هم کیفیت کنترل شود و هم محصولات جدیدی به کمک آن تولید شود.
تکنیک های مختلفی برای اسکن و بررسی پلاستیک و مواد مشابه وجود دارد.
یکی از این روش ها استفاده از لیزر است.
موسسه پژوهشی SATRA شیوه های مختلف اسکن و تصویربرداری را بررسی کرده است که می تواند در صنعت تولید کفش مؤثر باشد.
برای نمونه، در صنعت تولید کفش به ابزارهای فلزیاب نیاز است تا فلزهایی که احتمالا و تصادفا در داخل کفش مانده است، پیدا کرد. فرایندی که برای یافتن فلزات احتمالی در کفش ها طی می شود ممکن است به صورت تک به تک یا عمده اجرا شود.
درهرصورت، باید جایی که فلز در آنجا مانده است به صورت دقیق مشخص شود.
این مسال های است که استفاده از میکرو سی تی اسکن در آن می تواند کارساز باشد.
برش نگاری کامپیوتری با اشعه ایکس که گاهی به آن سی تی اسکن هم گفته می شود، یک روش غیر تماسی و غیر مخرب برای به دست آوردن اطلاعات داخلی و خارجی اشیاء است که مقیاس شیء تا کوچک ترین واحد به دست می دهد.
این روش این امکان را به اپراتور می دهد تا به کمک اشعه ایکس صدها عکس دوبعدی از داخل و اطراف شیء بگیرد و ویژگی های داخلی و خارجی آن را بررسی کند. سپس این عکس های دوبعدی به کمک نرم افزار تبدیل به عکس سه بعدی می شود و می توان آن را به صورت برش خورده و از زوایای مختلف مشاهده و بررسی کرد.
روش های قدیمي استفاده اشعه ایکس به دلیل نیازی که به زمان بیشتر برای تولید فیلم و عکس بود، محدودکننده بود.
گسترش تصویربرداری دیجیتالی موجب شده است تا استفاده از دستگاه بارجفت شده یا رن گبردار (CCD) هم بیشتر شود.
این ابزار و سایر فناوری های مشابه کمک می کنند تا عکس های باکیفیتی گرفته شود. از آنها در سی تی اسکن هم استفاده
زیادی می شود.
موسسه SATRA طیف وسیعی از محصولات و کالاها را آزمایش می کند که تکه تکه کردن بسیاری از آن ها امکان پذیر نیست و نمی توان از درون آن ها به راحتی سر درآورد.
مثلا،ً برخی از آن ها اشیاء یکپارچه هستند یا جدا کردن آن ها از هم بسیار دشوار است. اندازه گیری ضخامت بدنه کشتی ها، شکاف یا شکستگی و نقص در مواد پلاستیکی و فلزی ازجمله موارد است که آزمایش و سنجش آن ها دشوار است.
میکرو سی تی اسکن در این گونه موارد بخش زیادی از مشکل را حل می کند.
برای نمونه، کفش هایی که ساق بلندی دارند یا ابزارهای ضربه گیر درون آن ها کار گذاشته شده است باید محل دقیق جایگیری این ابزارها مشخص و تائید شود. فلزیاب های معمولی، وجود این ابزارها را تائید می کند اما برای آنکه محل دقیق و نقص احتمالی آن ها هم مشخص شود سی تی اسکن و عکس سه بعدی بسیار مؤثرتر است.
با این روش، نه تنها می توان هم مواد فلزی و هم غیرفلزی مثل پارچه و چوب را نیز بررسی کرد. بدین ترتیب، بدون تخریب کالا، می توان یک ارزیابی غیر مخرب از آن ارائه کرد.
در مورد اطلاعاتی که ممکن است به کمک میکرو سی تی اسکن به دست آید، می توان زیر اشاره کرد:
پرَوَنجاهای تصویری که سه بعدی که با پرَوَنجاهای دیجیتالی اشعه ایکس ایجادشده، اطلاعات تقطیع از هر سه بعد که می توان آن ها را چرخاند و مرور کرد، بررسی برش ها یا لایه ها و همچنین انتقال تصویری از یک لایه به لایه دیگر.
نرم افزارهایی که اطلاعات و داده های تصاویر اسکن شده را ذخیره می کنند، این گزینه را در اختیار کاربر قرار می دهد تا تصاویر را به دلخواه ثبت کند و به شیوه موردنظر خود به فرد دیگری نشان دهد.
در تصویرگری دیجیتالی می توان رزولوشن باید به دقت مدنظر قرار بگیرد. مثلاً تصویری از یک ناحیه بزرگ ممکن است کیفیت کمتری به هنگام بزرگنمایی داشته باشد یا تصویری از یک ناحیه کوچک با رزولوشن بیشتر، تصویر باکیفیتی ایجاد خواهد کرد.
یک تصویر سه بعدی که با اشعه ایکس برداشته شده است، قابل ویرایش و تغییر است.
این تصاویر را می توان با هیستوگرام روشن تر یا تیره تر کرد تا جزئیات آن را بهتر مشاهده کرد. هیستوگرام این امکان را فراهم می کند تا بتوان روشنایی و تاریکی را در تصویر توزیع کرد.
تحلیل تناژ رنگ تصاویر تأثیر زیادی در آشکار یا پنهان شدن نواحی پرتراکم یا کم ترانم و شناسایی نواحی ناقص دارد. حتی اگر شیء یا فلزی در درون آن مانده باشد، آشکار می شود.
قسمت های خالی یا ناقص یک شیء را می توان با کم رنگ شدن آن به راحتی تشخیص داد. همچنین کاربر با زوم کردن و چرخاندن برش ها این فرصت را دارد تا روی یکی از نواقص تمرکز کرده و ضمن بررسی دقیق تر، ارزیابی بهتری از وضعیت پیش آمده داشته باشد.
ابزارهایی که قابلیت سی تی اسکن سه بعدی دارند، یک سرمایه گذاری ارزشمند به شمار می آیند. برخی از این دستگاه ها قطعات یا مزایای ویژه ای مانند دستگاه تهویه هوا و خنک کننده دارند.
چنین دستگاه های تصویربرداری برای شرایطی مطلوب است که باید تصویربرداری از یک شیء در دما و رطوبت خاصی انجام شود. دستگاه های تصویربرداری سه بعدی به دستکم یک ایستگاه کار نیاز دارند.
ایستگاه کار به رایانه ای گفته می شود که برای کاربردهای فنی یا علمي طراحی شده است. می توان دستگاه های کار بیشتری را هم به دستگاه های تصویربرداری اضافه کرد تا هم سرعت کار بالا برود و هم اینکه حافظه کافی برای ثبت اطلاعات و نرم افزارها و روش های تحلیل مانند FEA وجود داشته باشد.
«روش اجزاء محدود/ »FEA روشی است که بر اساس آن می توان پیش بینی کرد که یک محصول یا کالا در شرایط مختلف چه عملکردی خواهد داشت.
با استفاده از اشعه ایکس می توان سطح دیگری از انعطاف پذیری، رزلوشن و کیفیت را به سی تی اسکن های افزود و حتی بعد چهارم را به آن اضافه کرد.
بعد چهارم، زمان است. برای افزودن بعد چهارم، تصاویری از تغییرات ایجاد شده در شیء در یک بازه زمانی مشخص ضبط می شود. البته این روش محدویت هایی دارد.
اگر چند شیء مورد بررسی باشد باید جای هر یک از آنها ثابت باشد تا در منطقه مربوط به خودش تصویربرداری شود. این کار را می توان به صورت دستی انجام داد و پس از هر بار عکس برداری از یک بخش، شیء را در همان جای خودش به حرکت درآورده تا بتوان از بخش دیگری از آن عکس گرفت و ویدیوهای چهار بعدی تولید کرد.
این ویژگی خاص زمینه را مهیا می کند تا امکان استفاده از میکرو سی تی اسکن در صنعت کفش کاربردهای جالب و مفیدی پیدا کند؛ برای نمونه، از این طریق می توان تاثیر مواد یا شاخصه های خاصی را سنجید که به منظور خنک کردن و بهبود جریان هوای داخل کفش طراحی شده است.
در این مثال، یک پمپ انتقال هوا کار گذاشته می شود و به کمک اشعه ایکس تصاویری از عملکرد آن گرفته می شود. سپس فشار آن بر کفی کفش و پاشنه سنجیده می شود.
تصاویر سی تی اسکن سه بعدی را می توان در تکنیک های تحلیلی بیشتر از این هم به کار برد. این فایل ها قابلیت آن را دارند تا در مدل سازی سه بعدی هم به کار گرفته شده و در طراحی به کمک کامپیوتر یا چاپگرهای سه بعدی استفاده شود.
در واقع، این فایل ها در نرم افزارهای سه بعدی هم به بهبود روش های طراحی کمک می کند. همانطو که گفته شد فایل های سی تی اسکن در تست های مجازی و پیش بینی عملکرد و نواقص ساختاری و مکانیکی کمک زیادی می کند.
تحلیل تصاویر سه بعدی گرفته شده با اشعه ایکس نه تنها در بررسی قطعات جامانده در داخل کفش بلکه در بررسی و تایید تولید دقیق محصول هم کاربرد دارد و مفید است.
اخیرا تحقیقاتی در مورد برخی کفی های کفش صورت گرفت که برخی از آنها به دلیل اشکال در روش تولید قابل استفاده نبود.
برای آنکه نوع و محل دقیق این اشکال قابل مشاهده باشد و رفع شود لازم بود تا کفی کفش پاره شود. اما در این صورت تمام محصول نهایی صدمه می دید.
این در حالی است که در مراحل اولیه تولید کفش، تصاویر سی تی اسکن می توانست کمک شایانی به رفع این مشکل کند.
همانطور که قبلا هم گفته شد استفاده از تکنیک هایتصویربرداری سی تی اسکن مستلزم استفاده از ابزارهای جدید و دقیق مانند هیستوگرام است. هستوگرام این امکان را ایجاد می کند تا تن های مختلف عکس را به دلخواه انتخاب یا حذف کرد و میزان تراکم مواد را در داخل کفش مشاهده کرد.
البته برخی مواد به راحتی توسط اشعه ایکس تشخیص داده نمی شود و اینجاست که کار سخت می شود. برای مثال، اشعه ایکس ممکن است که چسب را به خوبی تشخیص ندهد زیرا این ماده شفاف است و جزئی از مواد دیگر شناسایی می شود.
یا در بهترین حالت زمانی قابل تشخیص است که مقدار آن کم باشد. افزودن مقداری ید یا پتاسیم یدات به چسب می تواند این مشکل را حل کند. البته این کار باید قبل از استفاده از چسب اضافه شود و سپس به کفش زده شود.
یکی از راه های دیگر این است که مواد شیمیایی قابل ردیابی در تصاویر اشعه ایکس استفاده شود.
این مواد نیز باید قبل از آغاز مراحل ساخت محصول به مواد اولیه اضافه شود و نحوه کاربرد آن باید به نحوی باشد که صدمه ای به کیفیت و ماهیت مواد نزند.
رو شهای دیگری برای گرفتن تصاویر سی تی اسکن و نمونه های تصویری بزر گتر هم وجود دارد. مثلا در مورد محصولات دراز یا بلند می توان از اسکن مارپیچی استفاده کرد.
در این روش، ابزار نمونه گیری یا تصویربرداری به صورت 360 درجه در اطراف محصول مورد نظر می چرخد و در حین چرخش، پنل ردیاب یا تصویربردار به سمت بالا حرکت می کند تا تمام قسمت های آن بررسی شود. هدف آن است تا مسیری مارپیچی ایجاد شود.
سپس نرم افزار این تصویر مارپیچی را تبدیل به تصویری می کند که تمام ابعاد محصول در آن نمایان است. در محصولاتی که اندازه بسیار بزرگی دارند، یکی از روش ها این است که بخش های مختلف آن به صورت جداگانه اسکن شده و سپس این اسکن ها به هم وصل شوند. نرم افزارهای مربوطه می توانند این تصاویر را در کنار هم قرار داده و ابعاد آن را به درستی مشخص کنند.
یکی از قابلیت های دیگر استفاده از تصاویر سی تی اسکن در طراحی کامپیوتری (CAD) است.
در نرم افزارهای طراحی کامپیوتری ابعاد تصاویر مشخص شده و می توان تغییراتی روی آنها ایجاد کرده و طرح را تغییر داده یا اصلاح کرد.
در مجموع، تصویربرداری سه بعدی باعث می شود تا یک کالا را از هر لحاظ و از هر بعدی که لازم باشد بررسی کرد و پارامترهای مختلفی را که نیاز است در مراحل گوناگون تولید مراعات کرد، سنجید و تغییرات و اصلاحات احتمالی را در آنها اعمال کرد.
دسترسی به ماشین آلات سی تی اسکن اشعه ایکس یک سرمایه گذای قابل توجه و ارزشمند به شمار می آید.
شرکت هایی که مایل هستند چنین تجهیزاتی را خریداری کنند، انواع مختلفی از آنها در بازار وجود دارد که می تواند با توجه به بودجه و هزینه آنها جوابگوی نیازهای گوناگون آنها باشد. این تجهیزات نیاز به شرایط نگهداری خاص و پیچیده ای ندارند.
چنین دستگاهه ایی البته بسیار سنگین هستند و باید به این مساله توجه داشت. فولاد و سرب بخش مهمي از این تجهیزات را تشکیل می دهد و این به علت مسائل ایمنی است که چنین موادی در آنها به کار رفته است. وزن متوسط برخی از این دستگاه ها حدود 6.5 نیم تن است و لازم است که محل استقرار خاص خود را داشته باشد.
برخی از این تجهیزات ممکن است امکانات منحصر به فردی داشته باشند، مثلا سرورهای اضافی یا تهویه هوا. برای آنکه چنین سيستم هايی را بتوان در رابطه با کالاهای مختلفی به کار برد باید فضای لازم را برای آن مهیا کرد.
این به آن دلیل است که در فضای کافی کالاهای مختلف با اندازه های گوناگون به راحتی توسط این دستگاه های اسکن می شوند.
فناوری عکس برداری سه بعدی مزایای فراوانی برای تولیدکنندگان، توزیع کنندگان، واردکنندگان و همه کسانی که با کنترل کیفیت و تحلیل مواد سروکار دارند، ایجاد می کند.
این ابزار یا فناوری برای بررسی و ارزیابی کیفیت و طراحی هر کالایی بسیار ارزشمند و مفید خواهد بود زیرا عکسبرداری سه بعدی باعث می شود که بدون تکه تکه کردن یک محصول محل دقیق یک نقص را شناسایی کرده و با دقت رفع کرد.
مزایای میکرو سی تی اسکن فراتر از آن چیزی است که در این مقاله ذکر شد. خرید این تجهیزات شاید در بضاعت و توان مالی همه شرکت ها نباشد اما از طریق اجاره و خدمات مقاطعه کاری زمینه ای فراهم شده است تا محققان، تولیدکنندگان و تکنیسین ها به آن دسترسی داشته باشند و محصول خود را به دقت بررسی کنند.
مشاهده جزئیات داخلی یک محصول یک امکان و فرصت بی نظیر است که هر کسی به بهبود کیفیت کالای خود می اندیشد، می تواند از آن استفاده کند. بسیاری از کسانی که در تولید کفش و تحقیق در این زمینه فعال هستند، هر روز علاقه بیشتری به استفاده از این فناوری پیدا می کنند. انتظار می رود که در آینده نزدکی استفاده از این فناوری شاهد رشد بیشتری باشد.
مترجم| هرمز برادران| منبع: world lether/august/september 2017
