附加模块:材料分析

泡状/粉末结构分析

VGSTUDIO MAX
Foam/Powder Analysis


泡状结构分析



在大型或高分辨率的泡沫样品中,可能有数百万个泡孔,这使得几乎不可能手动分离它们,并且难以处理如此大量的数据。凭借 VGSTUDIO MAX 中易于使用的泡沫结构分析功能,您可以量化此类结构,然后从中获得有用的统计数据,以满足您的需求。

您可以分离和表征结构(如开孔和闭孔泡沫)中的单个泡孔,以对其进行单独量化。可以局部可视化支柱厚度,并将支柱厚度和泡孔性能汇总到全局统计数据中(如直方图或散点图)。



泡状结构分析功能,用于确定单个泡孔特征



泡孔特征



您可以确定每个泡孔的以下特征:

  • 常规:
    • 位置
    • 平均灰度值
  • 尺寸:
    • 体积
    • 当量直径(体积相等的球体的直径)
    • 表面积
  • 形状:
    • 球度
    • 紧密度
    • 拟合椭圆体的形状(来自主分量分析(PCA))
  • 定向特征:
    • 到特定轴的投影长度
    • 到特定平面的投影面积
    • 拟合椭圆体的方向(PCA)


面特征



您可以确定每个面的以下特征:

  • 常规:
    • 位置
  • 尺寸:
    • 面积
  • 定向特征:
    • 表面法线方向


统计数据



泡孔特征直方图,显示泡孔体积的分布



泡孔特征直方图



为泡孔特征生成全局或感兴趣区直方图。 

可用的特征包括: 

  • 单元格体积
  • 当量直径
  • 表面积
  • 平均灰度值
  • 球度
  • 紧密度
  • PCA 偏差
  • 某一平面上的投影面积


支柱厚度直方图



支柱厚度直方图



您可以为支柱厚度生成直方图。这样,您就可以确定泡沫或晶格结构中节点和支柱的体积分数。



定向变异性



为了研究泡孔体积的方向依赖性,您可以使用定向变异性图绘制泡孔特征在某一方向上相对于厚度的变化。这是通过计算某个泡孔特征在某一层上的平均值,并将该平均值(以及最小和最大值)显示为该层位置的函数来实现的。



特征图,显示每个单独泡孔的紧密度相对于体积的变化



特征图



除了对单个泡孔的参数进行计算和公差测量以外,您还可以轻松地在特征图中显示两个参数之间的依存关系。例如,通过每个单独泡孔的紧密度与体积的关系图,您可以看到大泡孔比小泡孔更像球形。

优势
功能齐全

  • 计算泡孔尺寸和支柱厚度
  • 在真实的 3D 环境中表征所有单个泡孔、面和支柱的位置、尺寸、形状和方向
  • 使用相同的模块分析泡状和粉末结构
高效

  • 处理大量泡孔并将结果压缩为有用的局部和全局统计数据
  • 无需手动分离泡孔
用户友好 

  • 轻松执行分析,无需编程
  • 在 3D 中可视化泡孔特征,以易于理解的方式展现数据


粉末结构分析



使用粉末结构分析功能,您可以在指定的组中,或在整个粉末样本中分别测量粉末颗粒的形状和尺寸,并生成清晰透彻的统计数据。您可以分离粉末或其他颗粒材料中的微粒,以分别对它们进行量化,然后确定重要的参数,例如粒度、体积、表面积、紧密度、这些参数的分布和粉末原料的清洁度。



金属粉末的 CT 扫描,用颜色编码表示的粉末微粒当量直径



粉末结构分析功能



使用粉末结构分析,您可以:

  • 测量每个单独粉末微粒和完整粉末样品的体积、当量直径和球度
  • 生成功能齐全的统计数据和报告
  • 创建完整 CT 体积和单个微粒的 3D 可视化
  • 创建类似于微观 2D 粉末表征的虚拟 2D 横截面。
  • 导出 2D 横截面,以进行进一步分析。
  • 检测夹杂物和其它杂质*

*需要孔隙/夹杂物分析模块



体积的 3D 可视化



当量直径的 3D 可视化



球度的 3D 可视化



单个微粒的参数



您可以使用粉末结构分析确定单个微粒的以下特征:

  • 位置
  • 体积
  • 当量直径(体积相等的球体的直径)
  • 表面积
  • 平均灰度值
  • 球度
  • 紧密度


完整的粉末样品



单个微粒



从完整的粉末样品到单个微粒



使用粉末结构分析,您可以创建完整粉末样本以及单个微粒的 3D 可视化。



粉末的虚拟 2D 横截面 



虚拟 2D 横截面,按当量直径进行了颜色编码 



虚拟 2D 横截面



创建类似于微观 2D 粉末表征的虚拟 2D 横截面。您可以导出 2D 横截面,以进行进一步分析。



通过金属粘结剂喷射生胚沿 Y 轴方向的定向变异性,这表明整个部分的粉末尺寸分布不规则(图片由弗劳恩霍夫制造技术和先进材料研究所(Fraunhofer IFAM)提供)



定向变异性



通过沿特定方向绘制粉末特征,您可以研究通过粘结剂喷射制造的零件。在这种情况下,工艺会导致粉末分布于生胚中。



粉末体积的 3D 可视化,在粉末微粒中检测到的孔隙度



检测夹杂物和其它杂质



使用附加的孔隙/夹杂物分析模块,您还可以检测粉末微粒内的孔隙度和粉末样品中的杂质,例如异物夹杂物。



统计数据



当量直径直方图



直方图



使用直方图,您可以显示相应微粒参数值的分布。在示例中,这是 Ti6Al4V 粉末样品的 CT 扫描,您可以看到粉末微粒的当量直径的分布。 



特征图,相对于当量直径(Y 轴)的球度(X 轴)



特征图



通过 XY 坐标图,您可以轻松地可视化微粒参数之间的依存关系。例如,球度和当量直径之间的依存关系可以帮助理解渐进的粉末老化和不断演变的粉末卫星的形成。 

优势
功能齐全


可获取所有测得的微粒参数的完整的统计数据、直方图和特征图。

准确


精准获取每个粉末微粒的形态和尺寸的 3D 表征,无需物理分离微粒即可实现。

可重复性


可以自动进行分析,从而在长时间内进行分析时,可以确保分析结果的一致性,以及确保对分析进行不间断的报告

附加模块
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