Kijken waar het oog niet komt
MPP klopte bij ons aan met een vraag uit een lopend R&D-traject. Het doel was duidelijk: de continue koolstofvezels binnenin een 3D-geprint onderdeel zo scherp mogelijk in beeld brengen, en nagaan of de vezelbundels op de verschillende plaatsen netjes bij elkaar bleven. Dat klinkt eenvoudig, maar het zit allemaal verstopt in een matrix van polyamide. Net dat gedrag van de vezels heeft een grote invloed op de uiteindelijke sterkte van dit soort onderdelen, en je kan het van buitenaf niet zien.
Met X-ray CT-scanning konden we het onderdeel volledig en niet-destructief in kaart brengen, tot in de afzonderlijke vezel.
Over MPP
MPP positioneert zich als een Digital Laboratory for Composites en is actief in veeleisende industriele en aerospace-projecten. Het bedrijf is onder meer ISO 9001 en EN 9100 gecertificeerd en werkt voor grote spelers in de sector. Voor dit project schakelde MPP TetraVision in als verlengstuk van hun eigen dienstverlening: MPP voert het onderzoek uit voor een eigen klant, en wij leveren de CT-data waarmee zij verder aan de slag gaan. Meer over MPP: mpp.be
Waarom X-ray CT voor vezelversterkte 3D-printonderdelen?
Bij continue-vezel 3D-printen bepaalt de ligging en samenhang van de vezels in grote mate de mechanische prestaties van het onderdeel. Lopen de bundels netjes mee, of waaieren ze ergens uit? Zitten er onderbrekingen of breuken in? Die vragen los je niet op met een meting aan de buitenkant. X-ray CT-scanning legt de volledige interne structuur vast en levert 100% data van het onderdeel, zowel extern als intern, zonder het te beschadigen. Zo wordt zichtbaar wat anders onzichtbaar blijft.
De aanpak: maximaal detail met de Comet Yxlon FF35
Voor deze scan zetten we onze Comet Yxlon FF35 in, met de transmissiebuis, om een maximum aan resolutie en detail te halen. Dat is precies wat dit project vroeg: de afzonderlijke vezels binnenin de polyamidematrix scherp in beeld krijgen.
We kozen bewust voor een helical scanning trajectory. Deze scanstrategie vermindert de zogenaamde Feldkamp-artefacten en maakt dat we een wat langer sample op een zeer efficiente manier volledig en correct in beeld krijgen.
Tijdens de scan werden ongeveer 5.000 X-ray beelden opgenomen. Het sample werd voor de scan bevestigd met een koolstofstaaf en wat papiertape. Na de scan hielden we via cropping enkel het sample zelf over, zodat de hulpstukken niet in de uiteindelijke data terechtkwamen.
Resultaten: tot in de afzonderlijke vezel
Uit de ongeveer 5.000 X-ray beelden reconstrueerden we een volledig CT-volume van het sample. Het detail in die data is opvallend hoog.
In de doorsneden zie je heel duidelijk de polyamidematrix met daarin de koolstofvezel. Even duidelijk is dat de vezels op bepaalde plaatsen, vooral in het midden, uit elkaar lopen en geen mooie bundel meer vormen.
Bij verder inzoomen wordt het nog gedetailleerder. Je ziet dat de meeste vezelbundels lichtjes gescheurd zijn, en dat sommige zelfs volledig uit elkaar gebarsten zijn.
Op een specifieke plek stelden we bovendien een duidelijke breuk in de vezelbundel vast.
Jouw data, in jouw software
Voor MPP leverden we de volumedata op als .vgl-bestand, te openen met de gratis myVGL viewer. Dat was een expliciete vraag van de klant, en niet toevallig: myVGL (Volume Graphics) is de meest gebruikte en sterkst ingeburgerde CT-software in de markt. Zo kan MPP zelfstandig door de data navigeren in de omgeving die ze gewend zijn.
We leveren je CT-data in het formaat dat het best bij jouw workflow past, onder andere:
- .vgl voor de gratis myVGL viewer
- .zinspect voor de gratis ZEISS Inspect Xray viewer
- RAW data
- TIFF-stack (reeks beelden)
- DICOM
Installatie-instructies voor de ZEISS Inspect viewer vind je hier: tetravision.be/installatie-zeiss-quality-suite
Het resultaat voor MPP
De opzet is volledig geslaagd: de koolstofvezels zijn met uitzonderlijk detail zichtbaar in de volumedata. MPP gaat met deze data verder om, samen met hun eigen klant, de juiste conclusies te trekken en optimalisaties uit te werken. Het uiteenlopen van de bundels en de vastgestelde breuken geven hen daarbij concreet inzicht in een fenomeen dat rechtstreeks weegt op de sterkte van het onderdeel.
Dat de samenwerking bevalt, blijkt ook uit het vervolg: na deze eerste scan plaatste MPP meteen een vervolgopdracht voor samples in een andere specifieke vorm.
Wat X-ray CT zichtbaar maakt bij composiet-AM
- De interne ligging en het verloop van continue vezels doorheen het onderdeel
- De integriteit van de vezelbundels: blijven ze samen of waaieren ze uit?
- Scheuren en breuken in afzonderlijke vezels en bundels
- Porositeit en andere afwijkingen in de matrix
- Alles niet-destructief en met 100% data, intern en extern
Wil je meer weten over onze X-ray CT en optische 3D-scanning, of heb je een specifieke vraag?
Neem gerust contact op, we antwoorden steeds binnen 24 uur. Contacteer ons.
