GiantEye alarga os limites da tomografia computorizada industrial

Inspecionar o interior de uma peça sem a cortar, desmontar ou alterar as suas características é uma das principais vantagens dos ensaios não destrutivos (END). Contudo, quando os componentes apresentam grandes dimensões ou são constituídos por materiais de elevada densidade, os equipamentos convencionais de tomografia computorizada (TC) enfrentam limitações. O projeto GiantEye, desenvolvido pelo Instituto Fraunhofer de Circuitos Integrados IIS, na Alemanha, pretende alargar as possibilidades de inspeção tridimensional de objetos complexos.

O sistema está a ser desenvolvido no Centro de Desenvolvimento de Tecnologia de Raios X do instituto, em Fürth, e combina radiação de alta energia, deteção avançada e movimentação de elevada precisão. O objetivo é obter imagens internas detalhadas de componentes volumosos, respondendo às exigências do controlo de qualidade industrial.

Desde 2013, o Fraunhofer IIS dispõe de um sistema de tomografia de grandes dimensões, conhecido como TC XXL, capaz de inspecionar veículos completos e contentores de carga. No entanto, a preparação e o posicionamento dos objetos podem exigir operações complexas. O GiantEye procura simplificar estas tarefas e tornar a inspeção mais compatível com os processos industriais.

A principal característica do GiantEye é a sua arquitetura de pórtico. A fonte de radiação e o detetor estão montados numa estrutura que roda verticalmente em torno do objeto, permitindo analisá-lo na sua orientação horizontal natural. Esta configuração reduz a necessidade de movimentar ou inclinar peças pesadas, volumosas ou sensíveis a esforços mecânicos.

A solução poderá ser particularmente útil na inspeção de baterias de alta tensão para veículos elétricos, cujos componentes internos exigem condições de medição adequadas para que os raios X atravessem as zonas mais densas e permitam obter imagens fiáveis. A possibilidade de examinar estes conjuntos sem alterar a sua posição poderá facilitar a integração da tomografia nas fases de desenvolvimento e produção.

Segundo Alexander Ennen, responsável pela área de Métodos e Sistemas para Aplicações Específicas do Fraunhofer IIS, a tecnologia poderá ser utilizada num ambiente de produção, nomeadamente nas fases iniciais de fabrico de sistemas de baterias de alta tensão complexos.

O desempenho do GiantEye assenta em três componentes principais: um acelerador linear que produz raios X com uma energia de nove megaeletrões-volt (MeV), um sistema de movimentação de elevada precisão e um conjunto de deteção concebido para gerar imagens tridimensionais com resoluções até 100 micrómetros.

A utilização de raios X de alta energia permite atravessar materiais espessos e densos, enquanto o controlo rigoroso da posição relativa entre a fonte, o objeto e o detetor contribui para a qualidade das reconstruções tridimensionais. O resultado esperado é uma maior capacidade para identificar defeitos internos e avaliar a integridade de componentes sem recorrer a métodos destrutivos.

A arquitetura foi concebida para reduzir o tempo de preparação, encurtar as medições e melhorar a repetibilidade das inspeções. Estas características são relevantes em setores como a aeronáutica e a metalomecânica, onde a verificação de peças de geometria complexa e a deteção de descontinuidades internas são fundamentais. No fabrico aditivo, por exemplo, a tomografia permite identificar porosidade, inclusões e outros defeitos que não são visíveis à superfície.

A tecnologia de grande escala tem igualmente potencial noutras áreas. Na engenharia civil, o sistema Gulliver CT, da Universidade Técnica de Kaiserslautern, tem permitido examinar tridimensionalmente vigas de betão sob carga. Na segurança pública, a tomografia poderá facilitar a análise de unidades de transporte fechadas sem necessidade de as abrir.

A disponibilização do GiantEye a parceiros industriais está prevista para o início de 2027. Até lá, o desenvolvimento centra-se também no aperfeiçoamento do processamento de dados e da automatização.

A tomografia computorizada de alta energia gera grandes volumes de informação, que precisam de ser reconstruídos e interpretados com rapidez e fiabilidade. A capacidade de acelerar a geração de imagens tridimensionais e simplificar a avaliação dos resultados será essencial para integrar a tecnologia nas rotinas de controlo de qualidade.

Giovanni Del Galdo, diretor do Fraunhofer IIS, destaca a arquitetura modular do sistema, concebida para adaptar a solução a diferentes tarefas de inspeção. Esta flexibilidade poderá facilitar a integração em processos industriais com requisitos distintos de dimensão, precisão e preparação das peças.

Ao combinar aquisição de imagens, processamento de dados e automatização, o GiantEye pretende tornar a inspeção de grandes componentes mais simples e repetível. A tecnologia poderá contribuir para detetar problemas durante o desenvolvimento dos produtos, reduzir a necessidade de ensaios destrutivos e reforçar o controlo de qualidade ao longo do processo de fabrico.