Revisão da tomografia computadorizada de raios-x de alta energia para metrologia dimensional não destrutiva de grandes componentes metálicos fabricados avançados

Resumo Tecnologias de manufatura avançada, lideradas pela manufatura aditiva, passaram por um crescimento significativo nos últimos anos. Essas tecnologias permitem que os engenheiros projetem peças com peso reduzido enquanto mantêm a integridade estrutural e funcional. Em particular, peças de manufatura aditiva metálica estão sendo cada vez mais utilizadas em áreas de aplicação como a aeronáutica, onde a falha de uma peça crítica para a missão pode ter graves consequências para a segurança. Portanto, a qualidade desses componentes é extremamente importante. Um aspecto crítico do controle de qualidade é a avaliação dimensional, onde as medições fornecem resultados quantitativos que são rastreáveis à unidade padrão de comprimento, o metro. As medições dimensionais permitem que projetistas, fabricantes e usuários verifiquem a conformidade do produto em relação aos desenhos de engenharia e possibilitam que o mesmo padrão de qualidade seja utilizado em toda a cadeia de suprimentos, nacional e internacionalmente. No entanto, há uma falta de desenvolvimento de técnicas de medição que forneçam medições dimensionais não destrutivas além da avaliação não destrutiva comum focada na detecção de defeitos. A tecnologia de tomografia computadorizada por raios-x (XCT) possui grande potencial para ser utilizada como uma tecnologia de avaliação dimensional não destrutiva. No entanto, o desenvolvimento tecnológico está aquém da demanda e do crescimento das peças fabricadas avançadas. Tanto o tamanho quanto o valor das peças fabricadas avançadas cresceram significativamente nos últimos anos, levando a novas exigências de tecnologias de medição dimensional. Este artigo é uma revisão interdisciplinar das técnicas de medição dimensional não destrutiva de ponta relevantes para a manufatura avançada de peças metálicas em escalas de comprimento maiores, especialmente o uso de XCT de alta energia com energia da fonte superior a 400 kV para atender à necessidade de medir grandes peças fabricadas avançadas. Tecnologias consideradas como potenciais geradores de raios-x de alta energia incluem tanto tubos de raios-x convencionais, aceleradores lineares, quanto tecnologias alternativas, como fontes de espalhamento Compton inverso, fontes de síncrotron e fontes de plasma impulsionadas a laser. Seus avanços tecnológicos e desafios são elaborados. O artigo também descreve o desenvolvimento de XCT para metrologia dimensional e necessidades futuras.