El Museo de Historia Natural (NHM) de Londres es uno de los pocos museos del mundo que automatiza la el escaneo de las muestras con rayos X y TC. Recientemente recibió su segundo escáner CT de Nikon Metrology, que forma parte de la corporación global de Nikon, y que tiene una amplia experiencia trabajando y asesorando a museos en todos los continentes.
El último Sistema XTH225 ST de Nikon está equipado con un cargador automático de muestras de 10 estaciones mediante el cual se cargan racks de muestras dentro del gabinete, lo que permite que el manipulador integrado del sistema las cargue automáticamente en la mesa giratoria de escaneado y las recupere posteriormente. El propósito de la iniciativa en el NHM no es solo ayudar a los investigadores del Museo en sus muchos departamentos y disciplinas, sino también acelerar la inspección y digitalización no destructiva y no invasiva de sus vastas colecciones incluyendo artefactos, animales, plantas, fósiles, rocas y meteoritos. Muchos tipos de animales se someten a investigación, incluso para la comparación morfométrica de sus esqueletos. Es una manera fácil de obtener resultados precisos y repetibles para el análisis por computadora para ayudar en el estudio de las tendencias evolutivas, sin introducir la variabilidad de la observación humana.
Por ejemplo, los corales (que, aunque inmóviles, se clasifican como animales) se escanean de forma rutinaria como parte de los estudios sobre el calentamiento global. Además, los clientes industriales utilizan la XTH225 ST para el análisis 3D no destructivo de muestras como baterías, piezas producidas por fabricación aditiva y estructuras de panal. Las aplicaciones industriales representan alrededor del 20% del rendimiento del sistema y contribuyen a los ingresos anuales del Museo. El proceso de adquisición de datos está acelerando la generación de imágenes en curso de la colección de especímenes del NHM para que la base de datos se pueda llenar más rápido con modelos digitalizados en 3D de ambos sus características externas como internas. El resultado es que la información puede compartirse más rápidamente con investigadores, conservadores, académicos, empresas y el público en general a nivel internacional.
Ser capaz de utilizar el propio equipo de manipulación del instrumento para cargar automáticamente los elementos para escanear fue un factor clave en nuestra decisión de comprar este escáner micro-CT.
Dr. Vincent Fernández, responsable del laboratorio de micro-CT del Museo
“También reconocemos la necesidad de confiabilidad del equipo y su calidad de imagen. El sistema del Museo a menudo funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Nuestro escáner anterior, un sistema micro-CT de Nikon de 225 kV entregado en 2008, todavía está en funcionamiento en una empresa industrial del continente”. Además, informó que el equipo de automatización en el NHM es usado ampliamente para la inspección sin supervisión de artículos lo suficientemente pequeños como para colocarlos en cada una de las diez estaciones de soporte de muestras en el rack, cada una de las cuales tiene aproximadamente 5cm de diámetro. Con cualquier sistema de TC, los tiempos de escaneo prolongados brindan los mejores resultados. Aquí es donde sobresale el cargador automático de muestras, que permite tiempos de escaneo sin supervisión de hasta dos horas por muestra durante la noche y los fines de semana, lo que maximiza el rendimiento y proporciona la mejor resolución posible. Sin embargo, si se sacrifica la máxima resolución por una mayor velocidad y rendimiento, un requisito típico de las aplicaciones industriales, el sistema es capaz de escanear y reconstruir en 3D en menos de dos minutos.
El XTH225 ST tiene un campo de visión máximo de 42.75 x 42.75 cm, o 85.5 x 85.5 cm con TC de desplazamiento, y puede acomodar muestras de hasta 70cm de altura. Estas muestras más grandes se montan directamente en la mesa giratoria de forma manual y las muestras más altas se digitalizan uniendo múltiples escaneos o usando el software de escaneo helicoidal X.tend para producir una sola imagen extendida sin artefactos de haz de cono vertical. La productividad de escaneado aumenta no solo con el cargador automático para muestras más pequeñas, sino también con el último y exclusivo Rotating Target 2.0 de Nikon. La potencia que se puede poner en un objetivo estático está limitada por la disipación de calor del material; demasiada potencia derretirá el objetivo, lo que provocará la pérdida de enfoque. El objetivo giratorio de Nikon supera esto haciendo girar un objetivo refrigerado por agua a 6,000 rpm, disipando así el calor sobre una pista periférica y permitiendo triplicar la potencia de rayos X o la resolución. El objetivo giratorio se puede utilizar para aumentar considerablemente las velocidades de exploración o para producir un tamaño de punto focal más pequeño para una potencia determinada en comparación con un objetivo estático. El objetivo giratorio puede funcionar continuamente a 450 vatios sin requerir ningún período de enfriamiento. Esta potencia, combinada con el último detector de 8 megapixeles y 16 bits, permite velocidades de adquisición de datos de 15 fps en resolución completa, o 30 fps con el detector agrupado en 2 x 2 pixeles. Por las razones anteriores, el Dr. Fernández mantiene el objetivo giratorio en su lugar durante la mayor parte del tiempo cuando el sistema está en uso. Sin embargo, si se requiere un tamaño de punto focal más pequeño, el sistema se ha suministrado con un objetivo estático de 3 micras fácilmente intercambiable y un objetivo de transmisión de 1 micra para una resolución aún mayor. El Dr. Fernández describe el objetivo de transmisión como “excelente para estudiar muestras muy pequeñas”.
Además, el sistema se suministra con el objetivo multimetal único de Nikon. Además del objetivo de tungsteno estándar, el operador puede seleccionar tres materiales alternativos, siendo el molibdeno el segundo más útil, ya que es ideal para estudiar muestras delicadas como una hoja o un componente plástico. También hay una opción de objetivos de plata y cobre para diferentes aplicaciones y todos pueden intercambiarse sin romper el vacío del tubo fuente.
El equipo es fácil de usar y nos permite ajustar con precisión la configuración para estudiar de manera óptima una amplia gama de diferentes objetos. Con la ventaja añadida de la carga y descarga automatizada de muestras, hemos podido escanear un promedio de 100 artículos por mes desde que comenzamos a operar el nuevo sistema micro-CT.
