섬유 (Fiber) 분석을위한 3D 시각화 및 분석 소프트웨어
탄소 섬유 (Carbon) 또는 유리 섬유 (CFRP, GFRP), 직물 (Multi-layer composites), 섬유 강화 콘크리트 (FRC) 또는 유기 섬유 (Organic fibers)와 같은 섬유 재료는 광범위한 응용 분야 및 산업 (자동차, 우주 항공 등)에 사용합니다.
MicroCT 나 SEM과 같은 이미징 기술을 통해, 이러한 재료를 분석합니다.
- 예를 들어, 제조 결함을 감지하거나 기계적 특성 (강도, 강성 등)에 대한 통찰력을 얻기 위해 미세 구조를 정량화.
Avizo 소프트웨어는 섬유 재료의 시각화, 처리 및 정량화를 지원하는 올인원 이미지 분석 플랫폼입니다.
- 매트릭스 균열 (Matrix cracking), 섬유 / 매트릭스 분리 (Debonding) 또는 섬유 파손 (Fiber breakage)과 같은 제조 공정상의 손상 탐지.
- 재료의 결함을 국부적으로 (공극, 균열) 또는 전체적으로 (단면 왜곡 (Cross-sectional distortions) 또는 정렬 불량 (Misalignment)) 정량화.
Avizo® XFiber 확장은 섬유 분석을 위한 전용 도구를 제공
개별 고 해상도 섬유의 자동 분할.
저 해상도 섬유의 주요 방향.
접촉 점 (Contact point) 또는 가장 가까운 이웃까지의 거리와 같은 정량화.
섬유 형상 통계 (Shape statistics):
- 직경, 길이, 비틀림 (Tortuosity), 면적, 볼륨 비율 (Volume fraction), 단면 경계 (Perimeter) 및 면적.
섬유의 밀도와 관련된 통계:
- 재료 서브 도메인 당 볼륨 비율 (Volume fraction), 면적 및 텐서.
색상 및 높이로 매핑된 속성을 가진 구체 또는 반 구체로 섬유 방향의 3D 플롯.
고급 섬유 필터링 모듈.
50% 유리 섬유 강화 폴리머 (GFRP)의 섬유 배향 분석
부분 결정성 (Aromatic)의 코폴리아미드 (Copolyamide)와 반 결정질 (Semi-crystalline) 폴리아미드 (Polyamide)의 조합을 기반으로 하는 50% 유리 섬유 강화 폴리머 (GFRP)의 섬유 배향 분석:
많은 산업 분야에서 경량 소재를 설계해야 하는 어려움에 직면.- 샌드위치 구조의 복합 재료 (Composites)는 경량, 고 강성 및 고 강도의 전형적인 특징을 갖는 특수한 소재의 복합 소재.
- 이러한 소재의 섬유는 무게를 최소화하면서 최종 부품의 특성 (강도 및 강성)을 향상.
- 이들의 분포 및 방향은 최종 부품의 기계적 특성에 중요한 요소.
Avizo 소프트웨어는 내부 섬유 구조를 분석하여 이러한 특성과 제품 개발 프로세스를 개선:
- 섬유 길이 분포, 직경 분포 및 관통 두께 방향 변화량을 계산.
Royal DSM의 유리 섬유 길이 및 강화 폴리머 (GFRP)의 방향 분석의 스포트라이트 참조.
섬유 강화 콘크리트 (FRC)의 3D 섬유 재구성
섬유는 구조적 무결성 (Structural integrity)을 높이기 위해 콘크리트에 사용됩니다.
다양한 섬유 재료의 형상 (Geometries), 분포, 방향 및 밀도에 따라 섬유 강화 콘크리트의 특성이 달라 짐.
Avizo 소프트웨어는 섬유를 식별 (Identifying) 하고 평균 방향을 제공하여 FRC (Fiber Reinforced Concrete)의 인장 (Tensile) 강도를 특성화 할 수 있습니다.
- Pore Network Modeling 기법을 기반으로 콘크리트의 다공성 분포를 분석하기 위해 추가로 정량화를 수행.
Avizo for Porosity Analysis 참조.
Pore Network Modeling 확장 참조.
자전거 프레임 탄소 섬유 강화 폴리머 (CFRP)의 제조 결함 분석
공극 (Void)은 재료에 응력 점 (Stress points)을 집중시키고 복합 재료에 균열을 일으킬 수 있습니다.
따라서 볼륨 비율 (Volume fraction) 정보 및 공간 분포 및 종횡 비와 같은 기타 미세 구조 특성은 매우 중요.
CFRP:
- Carbon Fiber Reinforced Polymer.
이 예에서는 매트릭스 균열과 섬유 밀도 사이의 상관 관계 (Correlation)를 분석 할 수 있습니다.
- 섬유 밀도는 분할된 모델에 매핑.
- 매트릭스 균열 (보이드) 주변의 밀도는 낮음.
- 육안 검사를 통해 공극이 섬유 사이에 발생하는 간격보다 작은 지 확인 할 수 있음.
3D 직조된 유리 섬유 강화 복합 재료 (GFRC)의 피로에 의한 손상의 진화
시간 경과 (Time-lapse) X선 단층 촬영으로 관찰된 장력 (Tension)-장력 하중을 받는 3
D 직조된 유리 섬유 강화 복합재 (Glass-fiber Reinforced Composites)의 피로 손상 동안의 진화 (Evolution).
재료 성능 평가는 매우 중요합니다.
- 많은 산업 분야에서 손상이 어디에서 발생하고 어떻게 진화하는지를 예측할 수 있는 능력이 매우 중요.
- 이 연구에서 포착된 손상 진화의 특성은 피로 손상에 대한 저항력이 더 높은 3D 복합체의 설계를 안내하는데 도움이 됨.
연구논문 참조:
- http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359835X15003097
뿌리 성장에 대한 비료의 영향
세계 식량 안보 문제를 예방하기 위한 목적으로, 식물 육종 및 토양 품질 향상을 위한 비료 과립 설계의 최적화는 중요한 연구 주제입니다.
발아에서 성숙까지의 작물 (Plant)에 대한 MicroCT 스캔은 설계 프로세스에 정보를 제공하기 위해 뿌리와 비료의 상호 작용을 시각화하고 분석할 수 있게 함.- 그러나 X- 레이 단층 촬영 데이터에서 뿌리를 분류하는 것은 밀과 같은 식물에서 미세한 뿌리와 주변 토양에서 발견되는 기공 수 및 유기물과 비슷한 밀도 범위로 인해 매우 어려운 문제.
Avizo 소프트웨어의 강력한 XFiber 확장 기능은 그레이 스케일 (grayscale) 정보를 기반으로 뿌리의 상관 관계를 분석하고 자동으로 분류합니다.
- 뿌리 길이 및 직경은 비료 당 평균 뿌리 성장 속도를 평가하기 위해 계산될 수 있음.
연구논문 참조:
- https://link.springer.com/article/10.1007%2Fs11104-015-2425-5
Avizo Software for food analysis 참조.