Análisis y mejora de la precisión de sistemas de tomografía computarizada en aplicaciones metrológicas

Zusammenfassung

La Tomografía Computarizada (TC) está irrumpiendo en el campo de la metrología industrial como una técnica que ofrece grandes ventajas sobre las tradicionales, destacando sobre todo por la capacidad de realizar mediciones de geometrías internas y externas de manera simultánea y sin contacto. Sin embargo, aún está en proceso de convertirse de forma generalizada en una técnica confiable. Las ventajas de esta tecnología hacen que la TC resulte muy atractiva y con un alto potencial de desarrollo, pero tiene por el contrario, algunas limitaciones muy significativas. Entre ellas cabría destacar sus numerosos y complejos factores de influencia, que aún no cuenta con procedimientos normalizados y que no existe una aproximación confiable del cálculo de la incertidumbre. Dos de los factores de influencia más importantes por tener gran impacto en las mediciones finales son: la determinación del umbral y el cálculo del factor de escala. En esta investigación se ha planteado como objetivo principal el desarrollo de procedimientos que permitan el análisis y mejora de la precisión de sistemas de tomografía computarizada en aplicaciones metrológicas, especialmente en los sistemas de TC no especializados en aplicaciones metrológicas con una fuente de haz cónico. Por esto, se han desarrollado métodos para determinar de forma precisa el valor de umbral y para realizar una eficaz corrección del factor de escala. Además, con el objetivo de optimizar el proceso de extracción de la superficie, también se ha desarrollado un algoritmo basado en la detección de la discontinuidad como alternativa al método tradicional de determinación de valores de umbral, y se han comparado los resultados obtenidos con ambos métodos. Basado en el análisis de los resultados, se ha demostrado que los métodos desarrollados mejoran de manera significativa la precisión de las mediciones. También se ha demostrado que un sistema no especializado en aplicaciones metrológicas puede producir resultados similares e incluso mejores a los obtenidos con sistemas de TC enfocado a metrología, siempre que se utilicen los métodos de corrección apropiados. Basado en el análisis de la relación entre la incertidumbre de medición y la zona de tolerancia ha quedado demostrado que la TC es una técnica viable para realizar una verificación dimensional de piezas fabricadas mediante micro-fabricación.