Central European Institute of Technology Central European Institute of Technology Drazí kolegové, představujeme Vám první číslo informačního bulletinu výzkumné skupiny Rentgenová mikrotomografie a nanotomografie (µct), působící ve strukturách Středoevropského technologického institutu VUT v Brně (STI VUT, anglicky CEITEC BUT). CEITEC je projekt evropského centra excelence, které vzniklo jako konsorcium šesti univerzit a výzkumných institucí v Brně. Zaměřen na excelentní vědu, CEITEC buduje vyspělou infrastrukturu, posiluje spolupráci s aplikačním sektorem a stimuluje růst high-tech odvětví. Výzkumná skupina µct se zaměřuje na vývoj a aplikace metod počítačové tomografie (CT), na vizualizaci vnitřní 3D struktury různých vzorků s vysokým prostorovým rozlišením a na vývoj analytických technik laserové spektrometrie (zejména metody LIBS) pro 2D a 3D mapování chemických prvků s vysokým rozlišením. Pomoci periodických vydání informačního bulletinu bychom Vás rádi informovali o možnostech využití µct v různých oblastech, o plánovaných a proběhlých akcích a možnostech spolupráce aplikačního charakteru. Doc. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D. vedoucí výzkumné skupiny Vedoucí výzkumné skupiny Fotodokumentace µct stanice 1/5
Počítačová tomografie v kostce Rentgenová počítačová tomografie je moderní zobrazovací metoda, sloužící k nedestruktivní vizualizaci a analýze předmětů. Trojrozměrné výstupy získáváme průchodem svazků rentgenového záření zkoumaným vzorkem pod různými úhly a následným matematickým zpracováním získaných obrazců, tzv. tomografickou rekonstrukcí. Mikrotomografie dovoluje snímání vnitřní struktury trojrozměrných předmětů s vysokým prostorovým rozlišením, aniž by došlo k poškození zkoumaného předmětu. Z velké škály typů materiálů můžeme získat kompletní informaci o vnitřní struktuře v celém objemu předmětu, či v jednotlivých řezech, což je vhodné pro zjištění tvaru vnějších a vnitřních struktur, nehomogenit, prasklin či porozity materiálu. Mikrotomografie tak nachází uplatnění v celé řadě odvětví včetně strojírenství, elektrotechniky a stavebního průmyslu. Zdroj: GE Phoenix Počítačová tomografie v průmyslu Možné využití µct techniky je demonstrováno na následujícím obrázku tomografické rekonstrukci hliníkového odlitku. Technická specifikace µct stanice na STI VUT 2/5
Počítačová tomografie na STI VUT Od září 2012 je v rámci STI VUT instalována moderní průmyslová µct stanice GE v tome x L 240, která: umožňuje nedestruktivní 2D a 3D analýzu různých vzorků, zařízení a výrobků, používá dvě rentgenové trubice: mikrofokusní (240 kv / 320 W) a nanofokusní (180 kv / 15 W), umožňuje měřit vzorky od desetin mm až po stovky mm v průměru. Limitace na měřené vzorky a rozlišení jsou následující: maximální velikost vzorku je 500 x 800 mm, maximální hmotnost vzorku je 50 kg, typické rozlišení je asi 1/1000 průměru vzorku, a to až 1 µm pro 1 mm vzorek, míra absorpce rtg záření vzorku silně limituje rozlišení i maximální velikost vzorku, zejména u legovaných ocelí. V návaznosti na instalaci μct stanice se uskutečnil mezinárodní Seminář rentgenové mikrotomografie (μct) ve dnech 11. až 13. září 2012 v aule Fakulty elektrotechniky a komunikačních technologií, VUT v Brně. V rámci semináře bylo předneseno dvacet přednášek. Semináře se zúčastnili přednášející z pěti evropských zemí a valná většina firem zastupujících významné světové výrobce přístrojů z oboru tomografie. Seminář rovněž umožnil vědcům centra CEITEC navázat spolupráci s potenciálními zájemci o využití této technologie jak z průmyslové, tak z vědecké sféry. PREZENTACE ZE SEMINÁŘE KE STAŽENÍ ZDE: https://www.ceitec.vutbr.cz/cs/novinky/seminar/presentations-to-download První den semináře byl věnován představení Středoevropského technologického institutu (CEITEC), slavnostnímu otevření Laboratoře rentgenové mikrotomografie a nanotomografie, včetně návštěv laboratoře. Odborné přednášky druhého dne semináře byly zaměřeny na vědecké aplikace, a to zejména na využití mikrotomografie, tj. nedestruktivní trojrozměrné zobrazovací techniky využívající rentgenového záření, v archeologii a pro objekty kulturního dědictví, v materiálovém inženýrství, v biomedicíně a biomechanice. Dále byla diskutována omezení této technologie a byly specifikovány další směry vývoje této techniky. Přitom byly porovnány přednosti a naopak omezení pracovních stanic, využívajících synchrotronového záření a laboratorních instalací, možností nedestruktivní 3D kvantitativní analýzy vybraných materiálů (horniny, močové kameny atd.) a rentgenové radiografie a tomografie se submikronovým rozlišením. Třetí den semináře se věnoval vybraným průmyslovým aplikacím a prezentaci posledních dostupných instrumentací dodavatelů této přístrojové technologie. Jako příklady ze širokého spektra přednášek můžeme uvést prezentace koncepce vysokorychlostní µct stanice pro trojrozměrnou kontrolu 100 % výrobků přímo na výrobní lince, laboratorních 3D mikroskopů s prostorovým rozlišením až na úroveň 50 nm nebo možnosti 3D digitalizace a měření rozměrných objektů (letadlo, tahač kamiónu atd.). Převzato a upraveno z: www.ceitec.vutbr.cz/cs/novinky/seminar 3/5
Plánované akce / semináře 1. Praktický seminář rentgenové mikrotomografie pro průmyslové aplikace je plánován na únor 2013. Bližší informace na stránkách http://www.ceitec.vutbr.cz/cs/novinky Seminář povede Ing. Tomáš Zikmund. Cílem je seznámit účastníky se základními principy tomografické analýzy. Pozornost bude věnována k objasnění proveditelnosti tomografického měření pro průmyslové vzorky a stanovení pravidel určujících rozměr a kvalitu výstupních CT dat. Budou diskutována omezení této technologie a vyzdviženy její přednosti. Dále budou představeny možnosti analýzy tomografických dat pomocí softwareového balíku VG studio. Prezentována budou témata: Realizace tomografického měření na mikrotomografické stanici GE v tome x L 240 CT: upevnění vzorku, rozlišení, časová náročnost. Možnosti softwarového zpracování tomografických dat pomocí VG studia: měření rozměrů, analýza pórů, srovnávání skutečného tvaru s nominálním. Zajímavosti z oblasti µct Využití nové mikrotomografické stanice instalované ve Středoevropském technologickém institutu (STI CEITEC) bylo publikováno i v pořadech České televize. http://www.ceskatelevize.cz/zpravodajstvi-brno/zpravy/187334-unikatni-tomograf-odhali-praskliny-v-radu-mikrometru/ http://www.ceskatelevize.cz/ct24/regiony/187340-neviditelne-praskliny-odhali-unikatni-tomograf-z-brna/ 4/5
Kontaktní osoby a adresa laboratoře doc. Ing. Jozef Kaiser, Ph.D Ing. Tomáš Zikmund Vysoké učení technické v Brně Středoevropský technologický institut CEITEC Laboratoř rentgenové mikrotomografie a nanotomografie Technická 2896/2, A3/113 616 69 Brno Tel.: +420 541 142 875 e-mail: mikroct@ceitec.vutbr.cz 5/5