FUOCO, MINI FUOCO E MICRO FUOCO DELLA TOMOGRAFIA

LA DOMANDA CHE FANNO TUTTI SUL FUOCO DELLA TOMOGRAFIA

In questo articolo risponderò alle domande che spesso mi fanno  i clienti che vogliono capire quale è la differenza tra fuoco, mini fuoco e micro fuoco di un impianto di tomografia industriale.

USIAMO UN LINGUAGGIO SEMPLICE PER CAPIRCI

Al solito, userò un linguaggio semplice e diretto, perché come forse sai, se hai già letto uno dei libri che ho scritto insieme a Paolo Pollacino, uno dei miei motti è:

Parlare semplice aiuta a capirsi.
Se ci capiamo arriviamo alla soluzione prima e meglio.

Il mio scopo è aiutare le persone che di mestiere si occupano di progettazione, produzione e controllo qualità componentistica automotive, industriale, biomedicale, ad ottenere in 24 ore i report delle prove di laboratorio, Controlli nonDistruttivi e tomografia industriale. Queste persone di solito non sono esperti tecnici di laboratorio e tecnici radiologi, se no farebbero un mestiere diverso, ma sono persone che come te devono dare risposte certe in tempi brevi sullo stato dei loro prodotti e devono capire velocemente chi li può aiutare.

 

L’ASSISTENTE TECNICO PERSONALE E NON SARAI LASCIATO SOLO

Se hai bisogno di qualcuno che ti aiuti a:
• rispondere alle tue domande alla prima richiesta di informazioni per l’esecuzione di prove, CND e tomografia
• capire quanto costa e quanto tempo ci vuole per fare una tomografia
• come fare il campionamento e come inviare i campioni al laboratorio
• scegliere come eseguire l’analisi con il metodo di prova più adatto
• mantenere le tempistiche di consegna report e le modalità di esecuzione dei test
• accompagnarti in prove presenziate presso i nostri centri o con registrazione video
• fornirti i risultati di prova con relazioni esaustive e consulenze per l’interpretazione
• darti assistenza dopo il test nel caso ti serva discutere con terzi il risultato ottenuto

scrivi una mail a info@tomografiaindustriale.com e richiedi di conoscere subito il tuo Assistente Tecnico Personale oppure compila il modulo Contatti

L’Assistente Tecnico Personale in MotivexLab, che ti segue in tutte le fasi del tuo percorso

A COSA SERVE LA TOMOGRAFIA INDUSTRIALE

Innanzitutto ti ricordo che la tomografia computerizzata può essere utilizzata per:

• Analisi difetti interni ed esterni senza distruggere o manomettere gli oggetti
• Misurazioni di geometrie complesse anche dove gli altri strumenti non arrivano
• Analisi difettosità del materiale come porosità, inclusioni, fori, cricche
• Indagine per scoprire se ci sono parti mancanti, danneggiate o montate male
• Reverse engineering, quindi partire da un oggetto per ricavarne il modello geometrico
• Analisi degli spessori e verifica presenza di variazioni di cartelle
• Confronto tra oggetto reale e suo modello nominale
• Comparazione tra progetto CAD e prototipo
• Failure analysis con il vantaggio del laboratorio prove che fa anche altri tipi di indagine
• Analisi campioni in manifattura tradizionale, stampa 3D e additive manufacturing

 

COSA E’ IL FUOCO IN UN IMPIANTO DI TOMOGRAFIA INDUSTRIALE

Il fuoco è il punto da cui vengono emessi i raggi X che irradiano il pezzo e quindi danno l’immagine.
Tutta la potenza dell’impianto, del sistema radiogeno si concentra in questo unico punto da cui escono le radiazioni.
Visto che tutta la potenza si concentra nel punto da cui vengono emessi i raggi X, la grande difficoltà di fare un punto piccolo, un fuoco piccolo, è quello di riuscire a raffreddarlo sufficientemente.
Il fuoco, che può avere dimensioni variabili da circa 2 mm quadrati fino a pochi micron quadrati,  sviluppa una potenza in Watt molto elevata.
Per esempio possiamo avere fuochi da 50 Watt, 100 Watt, 700 Watt, 1800 Watt che è la potenza che può avere un phon per capelli.
Immagina quindi di concentrare 700 Watt su una superficie di un mm quadrato: c’è molto calore concentrato in un piccolissimo punto. Se il calore fosse distribuito in una superficie più grande, sarebbe più facile raffreddarla, ma quando il punto è molto piccolo, diventa molto difficile raffreddarla.
Quindi c’è un limite fisico tra quanto è piccolo il fuoco e quanta potenza tu riesci a erogare.

POTENZA, DIMENSIONI E DISTANZA DEL FUOCO

Perché è importante avere tanta potenza?
Perché avere tanta potenza vuol dire avere una immagine meno rumorosa, più buona, più definita.
Quindi tu vorresti sempre avere tanta potenza, ma devi anche avere un fuoco piccolo.
Perché vuoi un fuoco piccolo, tant’è che si parla anche di micro fuoco o di mini fuoco?
Perché quando il fuoco ha una dimensione troppo grande, l’immagine che viene fuori sul pannello digitale risulta sfuocata, e questa sfocatura  è tanto più grande tanto più l’oggetto viene posto vicino alla sorgente, al fuoco.
Perché voglio mettere l’oggetto vicino al fuoco?
Perché se lo metto vicino al fuoco l’oggetto apparirà più grande nell’immagine e quindi potrò vederlo più nel dettaglio. Quindi se voglio vedere dettagli molto piccoli la tendenza sarà quella di mettere l’oggetto vicino al fuoco e vederlo più grande, ingrandirlo, ma facendo così più il fuoco è grande, più avvicinandomi al fuoco avrò una sfumatura geometrica che renderà la mia immagine poco nitida.
Quindi per vedere oggetti piccoli devo mettermi vicino a fuoco e devo avere un fuoco molto piccolo.

DEFINIZIONE DI SFUMATURA GEOMETRICA E MACCHIA FOCALE

La formula della “Sfumatura geometrica” da Gilardoni A, Defectologia o Controlli non distruttivi, 1971

Come si evince da uno dei libri più importanti scritti da Arturo Gilardoni, lo scienziato italiano dei raggi X he ha creato l’omonima società che vende tomografi e impianti ai raggi X in tutto il mondo, la sfumatura geometrica è:
Sfumatura geometrica:
è data dalla relazione larghezza del fuoco per distanza dell’oggetto- pellicola (oggi pannello) diviso distanza oggetto-fuoco
Se la sorgente S è estesa, l’immagine risulta tanto più sfumata ai bordi quanto più grande è la sorgente (macchia focale o fuoco) e quanto più l’oggetto è vicino alla sorgente e lontano dal piano che raccoglie l’immagine. Tale sfumatura o penombra viene denominata sfumatura geometrica.
mentre la
Macchia focale e carico al tubo è:
La macchia focale o fuoco del tubo è uno dei fattori determinanti della qualità dell’immagine radiografica e radioscopica. Più piccolo è il fuoco, minore è la sfumatura geometrica o penombra e migliore è la nitidezza o qualità dell’immagine. Le dimensioni della macchia focale dipendono dal carico, cioè dai Watt applicati al tubo (Potenza Elettrica PE).

La formula della “Macchia Focale” da Gilardoni A,, Defectologia o Controlli non distruttivi, 1971

 

RICREARE IL FUOCO DI UNA CABINA TOMOGRAFICA

In maniera molto semplice, prendiamo i tre elementi principali di un impianto di tomografia:

1. un fuoco da cui vengono emessi i raggi X,
2. un oggetto nel mezzo che verrà attraversato dai raggi X,
3. un pannello su cui si rifletterà l’immagine dell’oggetto.

Al posto del fuoco prendiamo un accendino, come oggetto usiamo una spilla, per simulare il pannello è sufficiente un foglio di carta.
Se noi accendiamo l’accendino e mettiamo la spilla a metà tra la fiamma e il foglio di carta su cui vogliamo riflettere l’immagine, avremo un certo ingrandimento.
Più avvicino l’oggetto al fuoco più l’immagine diventa grande e più sfoca.
Più mi avvicino al pannello più l’ingrandimento diminuisce e l’immagine diventa nitida.

CARATTERISTICHE DI FUOCO, MINI FUOCO E MICRO FUOCO

Il MINI FUOCO più comune ha una dimensione di 1X1 mm, quindi 1 mm quadrato e con pannelli da 100 micron o da 200 micron, più o meno comincia a disturbarti la sfumatura quando sei a un ingrandimento o due, cioè quando sei più o meno in mezzo tra il fuoco e il pannello.
Infatti le cabine normali hanno il piatto in mezzo. Hai la sorgente a raggi X da una parte, il pannello dall’altra e il piatto è più o meno in mezzo. Può muoversi ma neanche tanto. Normalmente in una cabina la distanza è di un metro, un metro e 100 la distanza tra pannello e fuoco e il pezzo è in mezzo quindi vuol dire ingrandimento 2, se ti metti più vicino al fuoco l’ingrandimento aumenta, se ti metti più lontano l’ingrandimento diminuisce.
Se ti mettessi attaccato al pannello, idealmente, l’ingrandimento sarebbe 1, cioè 1 a 1.
Quindi con fuochi da 0,4 mm, la sfumatura geometrica comincia darti fastidio, a sfocare la tua immagine più o meno a ingrandimenti 2, quindi più o meno con il pezzo in mezzo, dipende dalla dimensione del pixel , dipende da un po’ di cose, ma più o meno sei lì.
Se io voglio guardare un oggetto molto piccolo, supponi di voler fare la tomografia di un microchip, di un componente elettronico piccolino, di 1 cm per 1 cm, o anche meno, se lo metto in mezzo in una cabina, la mia immagine sarà di 2 cm, su un pannello da 16 pollici come quello di MotivexLab o da 8 pollici che è il più comune, che vuol dire un pannello da 20 cm, un oggetto da 2 cm vuol dire un decimo dell’immagine, quindi hai tutta l’immagine bianca e poi hai un pezzettino piccolino che vuol dire che non ci vedi niente, non riesci a vederlo, è piccolo, per ingrandirlo, dovresti metterti più vicino al fuoco, però come abbiamo detto con un fuoco da 0,4 mm, più ti avvicini al fuoco più l’immagine si sfuoca, quindi l’immagine diventa grande ma sfuocata.

L’interno della camera tomografica del Tomografo Gilardoni di Motivexlab

PIU’ IL FUOCO E’ PICCOLO PIU’ HO INGRANDIMENTI MAGGIORI SENZA SFOCARE L’IMMAGINE.

E allora ecco la necessità del micro fuoco. Un tubo al micro fuoco può avere fuochi di pochi micron o poche decine di micron, permettendoti di avere ingrandimenti maggiori, cioè ti puoi avvicinare di più al fuoco, quindi di aver ingrandimenti di 10x, per esempio, di 10 volte, quindi il tuo oggetto di 2 cm diventa di 20 cm quindi copre bene il pannello, cioè è ben definito, senza sentire la sfumatura geometrica, senza vederla. questo però  discapito della potenza. Abbiamo detto è impossibile raffreddare 20 micron se gli metti sopra 700 Watt, fondi il metallo.

La raffigurazione per esempio mediante un simpatico portachiavi, uno sfondo e una luce (cellulare). Rappresento in modo sintetico il rapporto tra fuoco, potenza e distanza. Nell’ultima immagine in basso a destra, lo stesso oggetto inserito nella camera tomografica di MotivexLab

FUOCHI PICCOLI PERO’ HANNO POTENZE MINORI PERCHE’ SE NO FONDI IL METALLO

Anche se lo raffreddi, bolle il metallo e quindi i micro fuochi hanno potenze che raramente superano il centinaio di Watt e i micro fuochi hanno micro fuochi variabili, quindi se tu lo usi con 5 Watt, quindi pochissima radiazione, che poi non ti serve tanto se hai un oggetto molto piccolo, però con 5 Watt puoi avere fuochi da 5 micron supponiamo, quando arrivi a 70 Watt il fuoco è già 50 micron per esempio perché devi aumentare la superficie dove gli elettroni incidono, dove si forma la radiazione per evitare di scaldarla troppo in maniera concentrata.
Quindi i micro fuochi hanno normalmente potenze molto inferiori ai mini fuochi, o addirittura ai fuochi grandi e servono per vedere oggetti molto piccoli che hanno bisogno di un ingrandimento molto grande.

MEGLIO IL FUOCO PICCOLO O IL FUOCO GRANDE?

Più è piccolo il fuoco più puoi aumentare l’ingrandimento senza sfocare, più è grande il fuoco meno puoi ingrandire l’oggetto senza sfocarlo. Però più è grande il fuoco più avrai potenza quindi oggetti grossi, spessi addirittura ti potrà convenire vederli con il fuoco da 1 mm invece che con il mini fuoco da 0,4 mm, mentre pezzi più piccoli, dettagli piccoli, microchip connettori usb, lo puoi ingrandire molto hai poco materiale da passare quindi con il micro fuoco otterrai l’immagine migliore possibile.
Per risolvere il problema il mio laboratorio MotivexLab si è dotato di diversi fuochi:

FUOCHI DELL’IMPIANTO TOMOGRAFICO DI MOTIVEXLAB

FUOCO NORMALE: 1 mm con potenza 1500 Watt
MINI FUOCO:  0,4 mm con potenza 700 Watt
MICRO FUOCO: 50 micron con potenza 75 Watt
MICRO FUOCO: 20 micron con potenza 30 Watt
MICRO FUOCO: 7 micron con potenza 10 Watt
MICRO FUOCO: 5 micron con potenza 4 Watt
unendo i vantaggi di avere in un’unica macchina la possibilità di utilizzare il fuoco più adatto alle dimensioni e alle caratteristiche del campione da tomografare e alla tipologia di controllo da fare.

Schema grafico dei fuochi di cui è dotato il laboratorio tomografico MotivexLab

RICHIEDI LA TOMOGRAFIA

Se hai dei campioni da tomografare e vuoi avere il vantaggio di una cabina tomografia di grandi dimensioni in cui ci stanno campioni fino a 500 kg, con dimensioni 700×1200 mm, con la potenza di un tubo radiogeno fino a 450 KV, flat panel da 16 pollici con risoluzione 100 micron,  e che gli ingrandimenti e la definizione di fuochi da 1 mm quadrato, mini fuochi da 0,4 mm e micro fuochi fino a 5 micron, telefonami adesso allo 0119370516 o scrivimi a tomografia@motivexlab.com, ti presenterò subito l’assistente tecnico personale e ti farò aiutare a risolvere il tuo problema.
Se invece non hai un’esigenza specifica e vuoi vedere chi siamo e cosa facciamo, le nostre attrezzature, scoprire la storia, le caratteristiche e le potenzialità della tomografia industriale, ti invito a richiedere il libro

RICHIEDERE IL SERVIZIO TOMOGRAFIA PRONTI VIA

Se hai bisogno di un servizio di tomografia in 24 ore, anche su campioni di grandi dimensioni (700×1200 mm fino a 500 Kg)  scrivi una mail a info@tomografiaindustriale.com e richiedi una consulenza gratuita oppure compila il modulo Contatti

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