Обзор рентгеновской компьютерной томографии высокой энергии для неразрушающей размерной метрологии крупных металлических деталей, изготовленных современными технологиями

Современные производственные технологии, в частности аддитивное производство, в последние годы претерпели значительный рост. Эти технологии позволяют инженерам проектировать детали с уменьшенной массой при сохранении прочностных и функциональных характеристик. В частности, металлические детали, изготовленные методом аддитивного производства, все чаще используются в таких областях, как авиационно‑космическая отрасль, где отказ ответственной за выполнение миссии детали может иметь серьезные последствия для безопасности. Поэтому качество таких компонентов представляет чрезвычайную важность. Критическим аспектом контроля качества является оценка размеров, при которой измерения дают количественные результаты, прослеживаемые до эталона единицы длины — метра. Размерные измерения позволяют конструкторам, производителям и пользователям проверять соответствие изделий инженерным чертежам и обеспечивать единый уровень качества по всей цепочке поставок на национальном и международном уровнях. Однако наблюдается недостаток развития методов измерений, обеспечивающих неразрушающие размерные измерения помимо обычных методов неразрушающего контроля, ориентированных на обнаружение дефектов. Технология рентгеновской компьютерной томографии (XCT) имеет большой потенциал для использования в качестве технологии неразрушающей размерной оценки. Тем не менее развитие технологий отстает от спроса и роста объема изделий, изготовленных современными методами. Как размер, так и стоимость таких изделий за последние годы значительно возросли, что привело к новым требованиям к технологиям размерного контроля. В данной статье представлен междисциплинарный обзор современных неразрушающих методов размерного контроля, актуальных для производства металлических деталей на больших длиновых масштабах, с особым вниманием к использованию XCT высокой энергии с энергией источника более 400 кВ для удовлетворения потребности в измерении крупных деталей, изготовленных современными методами. В качестве потенциальных источников высокоэнергетического рентгеновского излучения рассматриваются традиционные рентгеновские трубки, линейные ускорители и альтернативные технологии, такие как источники обратного комптоновского рассеяния, синхротроны и источники, основанные на лазерно‑плазменных установках. Освещаются их технологические достижения и проблемы. В статье также изложено развитие XCT для размерной метрологии и обозначены будущие потребности.