X-ray computed tomography : design and application of a procedure for the estimation of the accuracy

It is of fundamental importance in many fields to inspect the internal features of mechanical parts. For this reason, in the last decades the X-Ray Computed Tomography (XCT) had a great success. Indeed, this technology offers unique advantages such as: the rapidity of the process, the capacity of measuring both internal and external geometries and for being a non-destructive technology. With the passing years, the XCT has been continuously improved, until it entered in the microscopic field of application; but, differently from conventional technologies, there is no standardization for internal features measurements. In this thesis, a procedure to estimate the accuracy of an XCT instrument, by means of artificial porosities, has been created; it has also been applied to the instrument at our disposal in the Laboratory of Politecnico of Milan. In the first phase, the subsystems and the experiments useful to study the influence factors of the process are analyzed. Then, all the procedures adopted to reach the final goal, from production to post-processing, are described. At last, the obtained results with the relative conclusions are reported.

In molti campi è di fondamentale importanza poter ispezionare le caratteristiche interne di componenti meccanici. Per questa ragione, negli ultimi decenni la X-Ray Computed Tomography (XCT) ha avuto un notevole successo. Infatti, questa tecnologia offre vantaggi unici quali: la rapidità di processo, la capacità di misurare geometrie sia interne che esterne e l'essere una tecnologia non distruttiva. Con il passare degli anni, la XCT è stata continuamente migliorata, fino ad arrivare nel campo del micro; però, a differenza delle tecnologie convenzionali, non ne esiste una standardizzazione riguardante la misurazione di geometrie interne. Perciò, in questa tesi viene creata una procedura in grado di stabilire l'accuratezza di uno strumento tomografico tramite porosità artificialmente prodotte; è stata poi applicata sulla macchina a nostra disposizione nei Laboratori del Politecnico di Milano. Nella prima fase vengono analizzati i vari sottosistemi e gli esperimenti da condurre per studiare i fattori di influenza del processo. In seguito, tutte le procedure adottate per raggiungere il risultato finale, dalla fase di produzione fino a quella di analisi dati, sono dettagliatamente descritte. Infine, ne vengono riportati i risultati ottenuti e le relative conclusioni.