産業用CTによるボイド解析の仕組みと活用法

産業用CTを導入する際、有効な機能となるのが専用ソフトウェアを用いた「ボイド（気泡・空隙）解析」です。アルミダイカストや電子基板（PCB）内部に存在する数ミクロン単位の気泡やブローホールを非破壊で数値化し、従来の目視による破壊検査からの脱却に貢献します。

本記事では、X線透過を利用したボイド自動検出の仕組みや、カラーマップ化の原理について詳しく解説していきます。

産業用CTにおける「ボイド」とは？

産業用CTで検査対象となる「ボイド（ポロシティ）」とは、製品の製造過程で内部に生じてしまう微小な空洞や気泡を指します。

内部欠陥（ボイド）をCTで検査する必要性

製造工程において、アルミダイカストなどの鋳造品に発生する「ポロシティ（巣）」や、樹脂成形品およびはんだ内部の「ボイド（気泡）」は、製品の強度や品質に悪影響を及ぼす要因です。

これらは安全上重要な部品において重大な内部欠陥となる可能性があるため、CT画像によって正確な空間位置と形状を把握することが求められています。

ソフトウェアによるボイド解析・欠陥解析の仕組み

取得したCTデータを専用の解析ソフトで処理し、内部の空隙をボイドとして認識する仕組みについて解説します。

素材と空気の「密度の差」を利用した自動検出

CTデータを専用ソフトで解析する際、基本となるのが素材と空気の「密度の差」を利用した検出原理です。X線は対象物の密度によって透過・吸収される量が異なります。

密度の高い金属や樹脂などの素材部分はX線を吸収しやすく、空隙（空気）部分は透過しやすいという性質を活用し、ソフトウェアがその境界を識別することで空気の領域をボイドとして自動検出する形です。

体積に対する「ボイド率」の算出とカラーマップ化

自動検出されたボイドデータをもとに、製品全体の体積に対する「ボイド率（ポロシティ）」といった詳細な統計情報を算出することが可能です。

さらに、3Dデータ上で欠陥の大きさや分布をカラーマッピングし、視覚的に把握しやすくする機能も備わっています。近年では、独自開発された専用のボイド（空洞）検出ソフトが標準で付属し、追加費用なしで高度な可視化を行えるCTモデルも登場してきました。

ボイド解析が活躍する代表的な業界・用途

ボイド解析は高い信頼性と安全性が求められるモノづくりの現場において、すでに欠かせない技術として広く活用されています。具体的な業界での活用例を紹介します。

自動車部品の強度評価・品質管理

安全上重要なダイカスト部品等の鋳造部品において、内部のポロシティや鋳巣の詳細な解析が行われています。「BDG P 203」などの業界標準規格に基づいた評価を実施することにより、自動車用途における鋳造品の厳格な品質基準を満たしているかどうかの確認に役立ちます。

電子基板の導通不良・はんだクラック検査

電子部品やプリント基板（PCB）においては、パッド表面のはんだ不良や、数ミクロン単位の微細なブローホール（ボイド）の解析に活用されるケースが少なくありません。内部構造を精緻に可視化することで、導通不良やはんだクラックといった不良原因の迅速な特定に寄与しています。

高精度なボイド解析を行うためのポイント

正確なボイド率の算出や微小欠陥の検出を実現するためには、CTスキャンを実施する際の条件設定に留意する必要があります。

ボイドサイズに応じた撮影条件とクリアな画像取得

見つけたいボイドの大きさに応じて、適切な解像度（ボクセルサイズ）を設定することが重要です。また、高密度な金属部品などを撮影する際に発生しやすいアーチファクト（ノイズ）を極力抑え、コントラストの高い鮮明な画像を取得できれば、解析ソフトによる誤検出の防止へとつながります。

まとめ

目視や従来の破壊検査から、産業用CTと解析ソフトを組み合わせた定量的なボイド解析へ移行することは、製品の安全性向上や品質保証体制の自動化に大きく貢献します。近年では高額なオプションソフトを別途購入しなくても、ボイド検出ソフトが標準搭載された導入しやすいモデルも登場しており、コストを抑えて検査プロセスを高度化できる環境が整いつつあると言えるでしょう。

目視検査の限界や、破壊検査の手間・コストにお悩みの際は、この機会に産業用CTを活用した品質保証体制へと一歩踏み出してみてはいかがでしょうか。