3D-visualiseringer afslører fejl i produktionen

Ny software skal gøre dansk industri i stand til at se præcise 3D-visualiseringer af deres materialers indre ved at koble data fra røntgensynkrotronanlæg med avanceret grafikkort-teknologi.

Med udgangspunkt i avancerede teknologier fra computerspil og røntgensynkrotronfaciliteter er en software, der meget detaljeret kan 3D-visualisere alle former for objekter i realtid, lige nu under udvikling.

Grafikkort og synkrotroner
Softwaren bliver udviklet i et samarbejde mellem Alexandra Instituttet, Teknologisk Institut og Aarhus Universitet. Her vil man gøre danske virksomheder i stand til at se præcise 3D-visualiseringer af deres produkter og materialer ved at trække på røntgensynkrotronanlæg og grafikkortteknologi kendt fra computerspil.

– På en røntgensynkrotron bliver elektroner sendt rundt i en ring med næsten lysets hastighed. Undervejs bøjer man deres baner med magneter, hvilket får dem til at udsende røntgenstråler, som kan bruges til at undersøge materialer med. Fordelen ved denne teknik er, at kvaliteten af røntgenstrålen kan være en billion (1.000.000.000.000) gange bedre end for de røntgenkilder, nogle virksomheder har stående i deres laboratorier. Det gør det muligt at undersøge mange flere detaljer om fx materialets molekylære og atomare opbygning, end man ellers kunne, fortæller Jonas Okkels Birk, seniorspecialist på Teknologisk Institut.

Værdifulde oplysninger gennem røntgenbilleder
Resultatet er en lang række meget højtopløste røntgenbilleder, som giver virksomheden værdifulde oplysninger om materialets indre. Det er fx relevant, hvis virksomheden oplever fejl på et produkt, men ikke umiddelbart kan identificere, hvor fejlen stammer fra.

Den ekstremt høje opløsning på billederne har dog den ulempe, at de genererer enormt store mængder data. Derfor er det meget tidskrævende at se billederne igennem, fordi de loader langsomt. Det er her, computerspilsteknologien kommer på banen.

Teknologi fra computerspil
Den datamængde, der ligger til grund for banerne i spil som GTA, The Witcher og Fortnite, overstiger mange gange hukommelsen på computerens grafikkort. Når spilleren alligevel kan bevæge sig frit rundt overalt uden at opleve afbrydelser, når hukommelsen er fyldt op, så skyldes det, at computerspilsindustrien og grafikkortproducenter over de sidste årtier har udviklet teknologier til effektiv 3D-visualisering af store virtuelle verdener i høj detalje.

Ny visualiseringssoftware
Alexandra Instituttet har udviklet 3D-visualiseringssoftware til højtopløst scanningsdata. I stedet for at indlæse al data på én gang, så udnytter man den samme teknik til datastreaming, som anvendes i computerspil.

– På den måde indlæses kun den del af data, som er nødvendig for at danne et billede fra en given synsvinkel. Man kan interaktivt panorere rundt i datasættet, hvorved der løbende bliver indlæst nye dataklumper svarende til den opdaterede synsvinkel, fortæller Thomas Kim Kjeldsen, Senior Computer Graphics Engineer på Alexandra Instituttet.

Mange anvendelsesområder
Røntgen- og neutronkilder giver en unik indsigt i materialeegenskaber på alt fra makroskopisk til atomart niveau. Det kan anvendes på en lang række områder og kan fx bruges til at opdage og udvikle nye komponenter og teknikker, inden for felter som energiteknologi (vindmøller, batterier, motorer), materialeteknologi (metaller, plastik, komposit materialer, overfladebeskyttelse), genanvendelse, bioteknologi, fødevarer og medicin.

Store virksomheder tager teknologien til sig
Flere større danske virksomheder, herunder Novo Nordisk og Haldor Topsøe, benytter sig allerede af mulighederne med neutronkilder og røntgen-synkrotroner. Teknologisk Institut giver virksomhederne mulighed for at udnytte det store potentiale i neutron- og synkrotronmålinger.

Instituttet kan vurdere, om teknikkerne kan bruges til en konkret udfordring, vælge den bedste teknik, udføre målingerne, analysere data og sammenfatte resultaterne i en nemt tilgængelig rapport eller blot hjælpe med enkelte dele.

Udnyt mulighederne
Lær mere om, hvordan din virksomhed kan udnytte mulighederne på røntgen- og neutronkilder