3.5 Sonuçların konvansiyonel tarama cihazlarında yapılan ölçümlerle karşılaştırılması

Sanayide modellemeye yardımcı olarak en yaygın ve hassas bir şekilde kullanılan cihazlar; nokta temaslı koordinat-ölçme tezgahları ile optik CCD kameralı veya lazer proplu sayısallaştırıcılardır. Örneğin; CAPPSNT Ölçme yazılımı vasıtasıyla, COORD3 CMM cihazından aktarılan verilerden faydalanarak, nozulun belirli bölgelerinde kesit profili ölçülmesi işlemi Şekil 3.8'de gösterilmektedir. Bu operasyon esnasında, öncelikle parça belli referans noktaları ve düzlemlerine göre doğrultulmuştur. Daha sonra verilen yön ve aralıkta, x ekseni boyunca  y eksenine paralel  taramalar gerçekleştirilmiştir. Böylece, CAD programında simetri eksenine göre çizilen eğrilerden yola çıkarak parçanın yüzey modellemesi bilinen tekniklerle tamamlanmıştır. Motor fanı için Bölüm 3.4'te alınan netice, yukarıda bahsedilen yöntemle tasarlanan bir "mastar" model ve özellikle medikal alanda sıklıkla kullanılan MIMICS (www.materialise.com) yazılımından alınan sonuçla mukayese edilmiş ve ortaya çıkan sapma Tablo 3.2'de açıklanmıştır.

Mevcut imkanlarla yapılan bu çalışmada; profesyonel programlardan alınanlara benzer sonuçlar elde edilmiştir. Bununla beraber, mm mertebesinde sapmalar görülmesinin sebepleri arasında; klinik tomografik görüntülerin endüstriyel anlamda yeterince hassas elde edilememiş olması dolayısıyla, görüntü işleme esnasındaki kayıplar ve CAD modelleme için transfer edilen bazı konturlardaki şekil bozuklukları sayılabilir.

Şekil 3.8 Nokta temaslı CMM ile muhtelif kesit profilleri taranmış nozul

Tablo 3.2 Uygulama çalışması ile mevcut programlardan elde edilen sonuçların karşılaştırılması

MIMICS doğrudan "dicom" formatındaki tomografi görüntülerini hızlı bir şekilde analiz edip, STL formatında üçgen poligon yüzeyler örerek CAD programlarına yollayabilmektedir (Şekil 3.9 ve Şekil 3.10). Geometrik boyut tamlığının yanı sıra, form uyumu açısından köşe radyusları ve faturalı bölgelerde, tarama sıklığı detayların belirginleşmesinde büyük rol oynamaktadır. Dokunmalı CMM cihazları propun inceliği mertebesinde yüzeyden veri toplayabilmektedir. Bununla beraber yapılan uygulama ile; dıştan görülemeyen iç yüzeylerdeki yada ters açılı yüzeylerdeki ölçümlerde, bir tahribatsız bir ölçme tekniği olan tomografik görüntüleme sisteminin bu sahada rakipsiz olduğu gösterilmiştir. Böylece, bu verilerden yola çıkılarak RP (hızlı prototipleme) ve CAM (bilgisayar destekli imalat) aşamalarına kolaylıkla geçilebilmektedir.

Şekil 3.9 MIMICS programında, fanın tomografik kesitleri ve 3D görüntüsü

Şekil 3.10 Fan parçasının, Mimics'ten alınan STL datası üzerindeki kritik çaplar

Sonuç

Tasarım mühendisleri gün geçtikçe karmaşıklaşan makine parçalarının modellenmesinde, CMM ve tarayıcılarının yetersiz kaldığı yerlerde endüstriyel CT cihazlarına gerek duymaktadırlar. Örneğin yurtdışında yapılmış çalışmalardan yola çıkarak; bir motor bloğunu konvansiyonel metotlarla ölçüp tasarlamak bir hafta sürebiliyorken; endüstriyel bir tomografiden faydalanarak CAD çizimini elde etmenin bir gün gibi çok kısa sürede bitirilebileceğini rahatlıkla söyleyebiliriz. Bununla birlikte çok geniş karoseri gövdelerinin tasarımında ve kalite kontrolünde CMM'ler ehemmiyetini korumaya devam edecektir. Yurtiçinde makul maliyetlere düşen  CMM cihazlarına, artık her tasarım bürosunda ve KOBİ atölyelerinde rastlayabilmekteyiz. Oysa CT tarayıcılarının maliyeti aynı ebatta bir tam otomatik bir CMM'ye nazaran 5 kat daha pahalıdır. Buna rağmen, imalatta verimli çalışmaya getireceği katkılardan ötürü, ülkemizde de önümüzdeki 10 sene içerisinde belli başlı AR-GE laboratuarlarında yüksek teknolojiye sahip CT sistemlerinin hizmet vereceğini inanıyorum.

Bundan sonra yapılacak araştırmalara bir basamak oluşturacağını düşündüğümüz bu çalışma  vasıtasıyla; yaygın olarak kullanılan bir görüntü işleme yazılımı ve pratik bir bilgisayar programlama dilinden yola çıkarak basitçe raster görüntüden vektörel geometriye nasıl geçilebildiğine dair bir yaklaşım getirilmiştir. Yapılan uygulamalarda mevcut tersine mühendislik yazılımlarına nazaran boyut tamlığında daha iyi neticeler alınmakla birlikte, işlem süresi ve fonksiyonellik açısından düzenlenmesi ve geliştirilmesi gereken birçok husus bulunmaktadır. Türkiye'de yerli CAD yazılımı yapan merkezler çoğalmasına paralel olarak, piyasada sıklıkla adı geçen tersine mühendislik programlarına benzer ve hatta onların eksik yönlerini tamamlayabilecek yazılımların, yakın gelecekte bilgisayarlardaki yerini alacağını ümit ediyorum...

Kaynaklar:

Dennis, M. J., (1992), "Industrial Computed Tomography", Non-Destructive Evaluation and Quality Control, ASM Handbook Vol.17: 358-386.
Martz, H. E. ve Schneberk, D., (2001), "Industrial Computed Tomographic Imaging", Advanced Signal Processing Handbook, CRC Press, USA.
Uslu, Ü., (2006), Tomografik Görüntü Verilerinden 3-Boyutlu CAD Modelinin Oluşturulması, Yüksek Lisans Tezi, Y.T.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.

Ekler

Birkaç CT üreticisi ve uygulama örnekleri-1

Birkaç CT üreticisi ve uygulama örnekleri-2