Microscópio de Rayos X 3D (XRM)

SKYSCAN 2214 Edición CMOS

Microscópio de Rayos X 3D a Nanoescala

Más grande. Más brillante. Más audaz. Brighter. Bolder.

Campo de Visión, Resolución, Potencia

16 Mp
Detector de gran formato sCMOS
La última generación de detectores científicos CMOS proporciona una excelente resolución y cubre un enorme campo de visión 3D.
160 keV
Poder de Penetración
Cambio rápido de filamento entre W para mayor penetración o LaB₆ para una mayor resolución.
<500 nm
Hay muchas maneras de definir resolución, pero la mas
Importante es la habilidad de discernir 2 características en el modelo 3D resultante

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SKYSCAN 2214 CMOS – Microscópio de Rayos X a Nanoescala

El microscopio de rayos X MULTIESCALA SKYSCAN 2214 CMOS cubre la más amplia gama de tamaños de objetos y resoluciones espaciales en un solo instrumento, permitiendo imágenes 3D avanzadas y modelado exacto de materiales geológicos en la exploración de petróleo y gas, materiales composites, baterías de Li, celdas de combustible, ensamblajes electrónicos, así como aplicaciones preclínicas ex vivo como en imágenes pulmonares o vascularización de tumores.

El instrumento permite el escaneo y la reconstrucción 3D no destructiva de la microestructura interna de objetos de hasta >300 mm de diámetro, así como una resolución submicrométrica para muestras pequeñas.

El sistema está equipado con una fuente de rayos X de transmisión de "tipo abierto" con un tamaño de spot <0,5 micrómetros y una ventana de diamante. Puede acomodar hasta cuatro detectores de rayos X para una máxima flexibilidad. La geometría de adquisición variable automática y la mejora del contraste de fase permiten la mejor calidad posible en un tiempo de escaneo relativamente corto.

El SKYSCAN 2214 se complementa con 3D.SUITE. Este completo paquete de software cubre la reconstrucción acelerada por GPU, el análisis morfológico 2D/3D, así como la visualización de renderizado de superficies y volúmenes.

Características Clave

CARACTERÍSTICAS SKYSCAN 2214

Fuente

El SKYSCAN 2214 utiliza una fuente de rayos X de tipo abierto de última generación. La fuente ofrece una resolución espacial real por debajo de 500 nm, una energía de rayos X de hasta 160 keV y una potencia de fuente de hasta 16 W. La fuente prácticamente no requiere mantenimiento con un procedimiento de sustitución mediante filamentos pre-alineados extremadamente sencillo.

El SKYSCAN 2214 tiene una fuente de rayos X con nanoenfoque de tipo abierto (en vacío) con ventana de diamante. Produce un haz de rayos X con una energía máxima de 20 kV a 160 keV y se alimenta con dos tipos de cátodos. Los cátodos de tungsteno (W) funcionan para toda la gama de voltajes de aceleración de hasta 160 kV y proporcionan un tamaño de spot de hasta 800 nm. Los cátodos de Hexa boruro de Lantano (LaB6) se pueden utilizar para acelerar voltajes de 20 kV a 100 kV y proporcionar un tamaño de spot del haz de rayos X inferior a 500 nm para lograr la más alta resolución en imágenes y reconstrucción 3D. El patrón de resolución JIMA indica que estructuras de 500 nm pueden ser fácilmente resueltas.

Para una estabilidad a largo plazo del tamaño del spot y la posición del punto de emisión, la fuente de rayos X está equipada con un sistema de refrigeración líquida que contiene un recirculador que proporciona la estabilidad precisa de la temperatura del fluido refrigerante.

CARACTERÍSTICAS SKYSCAN 2214

Detectores

El SKYSCAN 2214 puede equiparse con hasta cuatro detectores de rayos X para lograr la máxima flexibilidad: tres detectores CMOS con diferente resolución y balance del campo de visión, y un detector de panel plano para cubrir un campo de visión XL. Todas las cámaras se pueden seleccionar con un solo clic del ratón.

El uso de detectores CMOS de gran formato con un tamaño de píxel pequeño permite ampliar las imágenes 3D de alta resolución en grandes objetos. La flexibilidad del detector incorporado permite ajustar el campo de visión y la resolución espacial según el tamaño y la densidad del objeto. Una reconstrucción avanzada a partir de un volumen de interés proporciona el escaneado de una parte seleccionada de un objeto grande con alta resolución sin comprometer la calidad de la imagen.

Además, el campo de visión se puede aumentar horizontal y verticalmente mediante el uso de posiciones offset de la cámara y el movimiento vertical de objetos. El software 3D.SUITE une automáticamente las diferentes imágenes con compensación de los desplazamientos y posibles diferencias de intensidad.

A medida que evolucionan los temas de investigación y las necesidades analíticas, los detectores pueden ser adaptadas a posteriori, en cualquier momento durante la vida útil del equipo.

CARACTERÍSTICAS SKYSCAN 2214

Plataformas In-Situ

La plataforma de objetos de alta precisión del SKYSCAN 2214 admite objetos de hasta 300 mm de diámetro y 20 kg de peso. El motor de rotación con cojinete de aire permite la rotación precisa de objetos con una precisión muy alta, y la plataforma de microposicionamiento integrada garantiza un alineamiento perfecto de la muestra.

El SKYSCAN 2214 tiene una cámara de muestras grande y de fácil acceso para permitir el escaneo de objetos grandes, así como el montaje de plataformas opcionales. En la parte superior hay mucho espacio disponible para equipos periféricos.

Las plataformas de ensayos de materiales de Bruker están diseñadas para realizar experimentos de compresión de hasta 4400 N y experimentos de tracción de hasta 440 N. Todas las plataformas se comunican automáticamente a través de la etapa de rotación del sistema, sin necesidad de conexiones de cables. Utilizando el software suministrado, se pueden configurar experimentos de escaneo programados.

Las plataformas de calentamiento y enfriamiento de Bruker pueden alcanzar temperaturas de hasta +80ºC, o 30ºC por debajo de la temperatura ambiente. Al igual que las demás plataformas, no se necesitan conexiones adicionales y hay un reconocimiento automático de la plataforma. Utilizando las plataformas de calentamiento y enfriamiento, las muestras se pueden examinar en condiciones no ambientales para evaluar el efecto de la temperatura en la microestructura de la muestra.

El SKYSCAN 2214 es totalmente compatible con las plataformas DEBEN. Con el adaptador incluido, la plataforma DEBEN puede colocarse fácilmente sobre la plataforma de rotación del SKYSCAN 2214.

Etapa de enfriamiento
Etapa de prueba de materiales
Etapa Deben

Aplicaciones Destacadas

APLICACIONES SKYSCAN 2214

Manufactura aditiva

La fabricación aditiva, también llamada comúnmente impresión 3D, permite la creación de componentes con estructura externa e interna compleja. A diferencia de las técnicas clásicas que requieren moldes o herramientas especiales, la fabricación aditiva permite la producción económica tanto de prototipos de una sola pieza como de piezas de producción en grandes lotes. Una vez completado, la confirmación de la estructura interna y exterior es importante para garantizar que el componente funcionará según lo previsto. XRM permite esta inspección de manera no destructiva, lo que nos ofrece la confianza de que un componente cumpla o supere las especificaciones.

  • Inspección de huecos internos en busca de polvo atrapado.
  • Validación de dimensiones externas e internas.
  • Comparación directa con modelos CAD
  • Análisis de componentes mono-materiales y multi-materiales.
APLICACIONES SKYSCAN 2214

Fibras y Composites

Al combinar materiales en un composite, el componente resultante puede tener una mayor resistencia y al mismo tiempo reducir significativamente su peso. Una posterior optimización proviene de garantizar que se optimice la orientación de los subcomponentes. Uno de los componentes clásicos utilizados son fibras que van desde barras de refuerzo de acero en hormigón hasta nanotubos de carbono en materiales de aviación. XRM permite la inspección de fibras y composites sin necesidad de realizar cortes transversales, lo que garantiza que la condición de la muestra no se vea afectada por la preparación de la muestra.

  • Orientación de objetos incrustados.
  • Cuantificación del espesor de capa y tamaños de fibra.
  • Ensayos de temperatura y propiedades físicas in situ con las plataformas opcionales.
APLICACIONES SKYSCAN 2214

Geología

El estudio de muestras geológicos, ya sean muestras sólidas de las profundidades debajo de la superficie o una roca superficial, ofrece una gran cantidad de información sobre la formación del mundo que nos rodea. El análisis, a menudo requiere la destrucción de la muestra prístina, eliminando importante procedencia de las estructuras internas. XRM proporciona una vista de la muestra sin seccionar, lo que permite obtener resultados más rápidos y la posibilidad de análisis futuros.

  • Visualización 3D dependiente de la densidad del interior de la muestra
  • Visualización de la red de poros
  • Seccionamiento digital que permite la aplicación de métodos geológicos estándar

SKYSCAN 2214 Especificaciones

Característica

Especificación

Beneficio

 Fuente de Rayos X

20-160 kV

16 W máx.

Filamento intercambiale por el usario

Optimizado para máx. potencia (W) o máx. resolución (LaB6)

Ventana de diamante rotatoria para una máx. vida útil

Detector de Rayos X

6 Mp active pixel flat-panel

16 Mp CMOS de Gran-Formato

16 Mp CMOS de Medio-Formato

15 Mp CMOS de Alta-Resolución

La variedad de tamaños de pixel y detecto permite balancear entre resolución del detector, cobertura y estadística de conteo.

Disponible con 1, 2, 3 o 4 detectores

Actualizable in situ para añadir detectores

Formatos de Imagen

Hasta 8000 x 8000 x 2300 pixeles tras un scan individual

Tamaño de imagen seleccionable por el usuario permite balancear el tamaño del conjunto de datos y la resolución necesaria.

El software permite minimizar tras la toma de datos

Resolución

60 nm menor tamaño de pixel
<500 nm resolución a bajo-contraste (10% MTF)

Control simple de los gráficos para optimizar la resolución del experimento basada en el detecor

Tamaño del foco de la fuente adjustable para optimizar máx. potencia y resolución

Precisión e Posicionamiento

<50 nm para rotación
Plataforma de granito anti vibratoria con nivelador neumático

La Plataforma de muestras con cojinetes neumaticos proporciona una rotación suave.

Mordazas de estilo simple para el montaje de las muestras

Interfaz mácanico y eléctrico para las plataformas avanzadas de investigación de materiales

Máximo tamaño de objeto

300 mm de diámetro (140 mm tamaño de escaneado)

400 mm de longitud

Peso máximo del objeto 20 kg

Ambos, potencia y espacio para escanear objetos grandes.

Preciso posicionamiento de muestras pequeñas cerca de la fuente para maximizar la magnificación.

Dimensiones W 1800 mm x D 950 mm x H 1680 mm

Peso: 1500 kg
El acceso al mantenimiento de la fuente vía una gran puerta deslizante con bloqueo.

POSICION, SCAN, RECONSTRUCT y ANALYZE

Las soluciones Bruker XRM incluyen todo el software necesario para recopilar y analizar datos. Una interfaz gráfica de usuario intuitiva con optimización de parámetros guiada por el usuario admite usuarios expertos y principiantes. Mediante el uso de los últimos algoritmos alimentados por GPU, el tiempo de reconstrucción se reduce sustancialmente. CTVOX, CTAN y CTVOL se combinan para formar un potente conjunto de software para el análisis cualitativo y cuantitativo de modelos.

Software de medición:
SKYSCAN 2214 – Control de instrumentos, planificación de mediciones y recogida

Software de reconstrucción:
NRECON : transforma las imágenes de proyección 2D en volúmenes 3D

Software de análisis:
DATAVIEWER – Inspección sector por sector de volúmenes 3D y registro de imágenes 2D/3D
CTVOX – Visualización realista por renderizado de volumen
CTAN – Análisis y procesamiento de imágenes 2D/3D
CTVOL – Visualización de modelos de superficie para exportar para impresión CAD o 3D

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