MEDIÇÃO E CONTROLO 44 melhoram a qualidade, a quantidade e a rapidez com a qual se recolhem os dados, aperfeiçoando os processos de fabrico. Atualmente, as novas tecnologias emergentes de fabrico, como é o caso do fabrico aditivo, oferecem a possibilidade de fabrico de geometrias muito complexas, embora não se encontrem isentas da possibilidade de conter defeitos internos. Os novos e complexos designs requeremmétodos de inspeção avançados, como é o caso da tomografia computorizada de raios X (TC) que pode medir de forma não destrutiva as características internas e externas das peças, seja qual for a geometria. Mas de forma mais específica, a TC pode ser utilizada para a avaliação quantitativa da porosidade, a análise dimensional, caraterizar estruturas complexas e até rugosidades da superfície. Na prática, uma digitalização TC consiste em submeter o espécime a uma radiação de raios X ao longo de uma rotação completa (360º) através de pequenos incrementos angulares. Em cada incremento angular, um detetor de raios X capta a informação da atenuação dos raios X através da peça, criando imagens 2D para cada posição angular. Estas imagens são posteriormente utilizadas por umalgoritmo para realizar a construção 3D do objeto digitalizado. Este modelo 3D é baseado em vários voxels, os quais têm o tamanho do pixel do detetor digital interpolado numa terceira dimensão (pixel volumétrico). A figura 8 apresenta umesquema do funcionamento típico de uma digitalização por tomografia computorizada de raios X [13]. Uma vez obtidas as digitalizações, são vários os passos a seguir para alcançar a aplicação metrológica da TC. Na figura 9 são descritos os passos que figuram nas guias alemãs VDI 2630, parte 1.2 [14], as quais são ummétodo aceite pela comunidade metrológica a nível internacional [11]. Os passos são os seguintes: • Em primeiro lugar, a digitalização do objeto. Os parâmetros selecionados para esta tarefa são a magnificação, orientação do objeto, energia dos raios X e tempo de integração do detetor. • Após obter as projeções 2D de toda a peça, é reconstruido o volume 3D. Este volume é modelado com uma matriz 3D de voxels, onde cada voxel representa o coeficiente de atenuação local do objeto digitalizado (nº de cinzas). Neste ponto podem aplicar-se diferentes técnicas de correção sobre as projeções 2D para minimizar diferentes efeitos não desejados como o beam hardening, a radiação dispersa, etc. • É selecionado um valor para o threshold, ou seja, o valor de cinza limite que vai separar o que é peça do ambiente no qual se encontra. Para tal, existemdiferentes métodos de segmentação, sendo o método global (ISO50) e o local adaptativo os mais utilizados [15]. A segmentação é um passo crucial visto que afeta diretamente a geometria que vai ser medida. • Uma vez segmentada a peça do espaço em que se encontra, é possível criar um modelo em formato STL, caraterizado por uma malha poligonal com formato de triângulos sobre a superfície do objeto. • Medição direta do modelo. • Obtenção de resultados. Cabe destacar que os volumes 3D obtidos através de TC costumam ser bastante pesados devido à grande quantidade de informação que contêm. Por exemplo, quando se realiza um detetor comum de 1.000 x 1.000 pixéis, e cada pixel recebe e armazena um valor de 2 bytes, obtém-se um tamanho de dados de 2 Gbytes de volume 3D (1.000 x 1.000 x 1.000 voxeis). Com tal tamanho de arquivos, é vital uma utilização eficiente da Big Data. De forma geral, a TC oferece a possibilidade de análise de dados a grande escala devido à compilação de um conjunto completo de dados volumétricos. Para além disso, proporciona um nível de flexibilidade e velocidade sem precedentes para as tarefas de metrologia que não podem ser alcançadas com os métodos clássicos de Figura 9. Processo de medição TC. Figura 10. Comparação entre tecnologias de contacto e não contacto (cortesia da Waygate technologies).
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