初めての方へ X線CT装置とは

医療では、脳など人体内部を検査したり

工業では、製品内部の欠陥を検査したり

X線CT装置と言うと、皆さんはどんなイメージでしょうか。

 

「病院で検査をする時に使う装置のイメージだけど、どう違うんだろう…」

「うちの工場にもCTあるけど、古いし、よく分からないなぁ…」

「なんか危なそう、、人体に影響ないのかな…」

など、なかなか馴染みのない装置であることは確かだと思います。

 

ではX線CT装置とは、どのような技術なのでしょうか。

はじまりは医療の現場から

レントゲン博士は1895年にX線を発見し、その功績から1901年に第1回ノーベル物理学賞を受賞しました。今もX線の撮像はレントゲン写真、と彼の名前で呼ばれています。

その歴史を調べてみると、

「1970年代にイギリスの電子技術者ハウンスフィールド(Godfrey Newbold Hounsfield)氏が初めて医療向けに開発し、1979年にノーベル生理学・医学賞を受賞した」

との情報に行きつきます。

 

X線自体はそれよりも前から使われていましたが、コンピュータの技術が普及していなかった為に、特殊フィルムに投影したり、アナログな機械的装置によって断層を撮影したりという技術を使っていたそうです。

コンピュータを用いて、取得した沢山のレントゲン像から計算し、今、病院で使われているようなCTに近い形を開発したのはハウンスフィールド氏なのだそうです。

 

最初に製品化されたX線CT装置は脳を検査する為のものでしたが、今では色々と機能や性能が向上し、人体のあらゆる部分で腫瘍発見などに使われています。

医療用から産業用へ

こうして医療用の装置として考案されたX線CT技術ですが、その後、産業用としても製品内部を非破壊で検査出来るという利点から拡がります。

 

国内では2000年前後から大手製造メーカーを中心に導入数が増えたようです。

「うちの工場にも古いCTが…」という方は、きっとこの頃の装置かもしれませんね。

 

さて、産業用CT装置の普及が始まると、各装置メーカーは特色を出そうと、幅を拡げます。

「X線がどのくらい通ったか」で判断

透過X線の強度は、物質の厚みに依存

物質や密度によって灰色具合が異なる

X線CT装置は、X線を物体に照射して、どの位のエネルギーがその物体に吸収されるかという光の減衰量を検出し、360度分の計算をすることで3Dデータを作っています。

 

健康診断で撮るレントゲン像ををイメージすると分かりやすいですが、臓器や骨のあるなしによって、灰色具合が違う像が得られます。

 

これはX線の吸収の仕方がその臓器や骨などの物質や密度によって異なるからで、X線が通りやすいところはより白っぽく(装置によっては黒っぽく)映ります。

測定までの流れ

カギは「材質」「大きさ」「密度」!

樹脂はX線が通りやすい

金属はX線が通りにくい

産業用の場合に置き換えてみると、X線の通り易さが製品の材質と大きさ(肉厚)、密度によって変わるということです。

 

具体的には、

樹脂サンプルは比較的簡単に、130kV前後の出力でデータ取得出来ますが、

アルミや鉄などの金属は、190kV、225kVと高出力でないとX線が透過出来ないということです。

使う目的によって様々なCT装置が登場

こうなると、高出力に対応するメーカーも出てきて、450kVあたりも多くあります。エンジンブロックなどの大きな金属製品の内部欠陥観察用途などに使われています。

他には、工場のラインでの運用の為に、スループット重視の機種も最近益々増えていたり、

電子部品などの小さな形状を確認する為に、高解像度化したり、

あとはとにかく価格重視で卓上型の数百万台という機種も出ています。

内部の「観察」ではなく「測定」を重視した開発

老舗の三次元測定機メーカー

ベアト社のロゴ

このように各社それぞれ「内部を観察するCT」の開発を進める中で、X線CTの技術と三次元測定機の技術を融合し

「内部を非破壊で寸法測定する装置」

を製品化したメーカーがあります。

 

それが弊社が国内唯一の代理店をしているドイツの老舗三次元測定機メーカー、ベアト社です。

ドイツ語でWerthと書きますが、カタカナ読みすると「ベアト」と言います。

世界初!寸法測定用のX線CT装置が誕生

マルチセンサー式三次元測定機から

世界初の寸法測定用X線CT装置TomoScopeへ

ベアト社は1951年に設立したヨーロッパ最大手クラスの三次元測定機メーカーです。

同社は1台の装置にカメラやレーザー、接触式プローブなど複数のセンサーを搭載し、図面に書かれた寸法を1台でカバーするという「マルチセンサー式三次元測定機」に力を入れていました。

 

そんな時、X線CTの技術の可能性を感じ、

「X線CTもセンサーの1つとして三次元測定機に搭載し、切断せずに製品内部の寸法も測定しよう」

というアイディアに行きつきます。

X線はそのままでは危険ですので、装置自体を鉛のカバーで覆い、遮蔽します。

 

こうして2005年、世界で初めて寸法測定用のX線CT装置として誕生したのが、ベアト社のTomoScopeです。

測定機専門メーカーのX線CT装置

その後、実績が出るにつれて「寸法測定用のX線CT装置」を製造するメーカーは数社に増えました。

それぞれが特色を出す中で、ベアト社は「高精度な寸法測定」に最も力を入れています。

それは、ベアト社が測定機だけを製造する測定機専門メーカーだからです。

従来のCTとの違い

「CTで測定」の難しさ

特に金属でノイズが問題に

X線はその特性上、像がぼけてしまったり、実際よりも膨らんでしまったり、金属に照射するとノイズがひどかったりと、扱うことが簡単ではありません。

 

内部を観察する目的なら、それでも何とかなりますが、ミクロン単位の寸法を測定しようとすると、これらは大問題です。

他のセンサーを使って精度を追求

接触式、画像、レーザーetc.…

そこで、ベアト社は「マルチセンサー式三次元測定機のうちの1つのセンサー」という特徴を生かした開発を進めます。

1つの装置にX線CTと他のセンサーを取り付け、サンプルの測定を繰り返し、データを蓄積してきました。

そうすることでX線CT固有の形状の歪みやノイズへの対応、X線CTとしての精度など、ノウハウを溜めました。

世界初の寸法精度保証

寸法測定精度の認証取得

こうして2013年にはドイツ唯一の認証機関であるDAkkSで認められた、寸法測定精度を保証出来る唯一の装置となりました。

 

現在も開発は進められ、最近では「金属や複合材料をノイズの影響を少なく測定」「解析する方向や微細形状に対応した高解像度化」の方向で、新しい機能が毎年加わっています。

TomoScope3つの特徴

TomoScope

まとめると、ベアト社のTomoScopeの特徴は、

1.高精度寸法測定用のX線CT装置

2.精度が保証されている【スペック:(3.5+L/100)μm】

3.樹脂だけではなく、金属や複合材料も得意

という3点です。

まとめ

TomoScopeに限らずX線CT装置はそれぞれ特徴があります。

そのため、選定される場合は、まず一番大事なポイントは何かを決め、その機種はそのご要望に対応しているかをよく確認されることをお勧めします。

もしご不明なことや弊社でお手伝い出来ることがあれば、お気軽にご相談下さい。

電話でのお問合せはこちら

048-441-1133

エスオーエル株式会社                〒335-0012 埼玉県戸田市中町1-34-1

受付時間:9:00~17:30(土日祝を除く)

新着情報

2018年7月
2018年7月
【測定事例】
ベアリングの測定事例を追加しました。
2018年5月
【測定事例】
コネクタハーネスの測定動画を追加しました。
2018年4月
【測定事例】
アクチュエータの測定事例(福島大学協力)を追加しました。
2018年4月
TomoScopeXSの精度が(6.5+L/75)μmから(4.5+L/75)μmに更新されました。
2018年3月
東京都信用金庫協会・しんきん協議会連合会・東京事業経営者会主催 「平成30年度 優良企業表彰式」で特別奨励賞を受賞しました。