3-D-Röntgen-Computertomographie: Bauteile durchleuchten

3-D-Röntgen-Computertomographie
Bauteile durchleuchten

hiz DÜSSELDORF. Mittels 3-D-Röntgen-Computertomographie (CT) ermöglichen Forscher eine zerstörungsfreie Materialprüfung. Dadurch sollen Entwicklungszeiten verkürzt und eine "Null-Fehler Produktion" ermöglicht werden. Fraunhofer EZRT und Fraunhofer IPA hat dazu ein Verfahren zur Vermessung von Bauteilen entwickelt, dass die komplette Prozesskette von der digitalen Volumendatenerfassung mittels CT bis zur messtechnischen Auswertung einzelner geometrischer Merkmale umfasst.

In der modernen Produktentwicklung und in der flexiblen und adaptiven Produktion stehen zunehmend Digitalisierungs-Technologien im Mittelpunkt von Produktions- und Entwicklungskonzepten. Kurze Entwicklungszeiten und fehlerlose Produktion erfordern Messverfahren, die zeit- und kostengünstig sowohl zerstörungsfreie Materialprüfung als auch räumliches Messen ermöglichen.

Die Praxis der industriellen Qualitätssicherung zeigt, dass oft weder die Bauteilvermessung noch die Materialprüfung mit den zur Verfügung stehenden taktilen und optischen Methoden und Technologien zufrieden stellend gelöst werden können. So gibt es einerseits sehr präzise Lösungen mit zerstörender Prüfung und Vermessung und andererseits optische Verfahren, die aber nicht in der Lage sind, das Innere eines Bauteils zu digitalisieren. Die industrielle CT bietet hier den Vorteil, Objekte sowohl zerstörungsfrei als auch komplett mit allen innen liegenden geometrischen Elementen zu erfassen. Dadurch können die Wissenschaftler sowohl Material- als auch Formfehler erkennen. Das Durchleuchten der Proben erfasst Risse präzise. Zudem gewinnt der Vergleich der Ist-Daten mit den Vorgaben der CAD-Modelle an Bedeutung für eine möglichst fehlerfreie Produktion.

Die Datenerfassung des Bauteils erfolgt bei dem Fraunhofer-Team durch eine kompakte 3-D-Röntgen-CT-Anlage, die als Mess-System für die Untersuchung von kleinen Bauteilen aus Leichtmetall, Kunststoff und Keramik ausgelegt ist. Anschließend werden aus den entstandenen Messpunkten Oberflächendaten (Dreiecksnetze) generiert. Diese werden mit speziellen in geometrischen Grundformen, wie z. B. Ebene, Zylinder oder Kugel zurückgerechnet und mit den Vorgaben aus dem Rechner verglichen.

Als potenzielle Anwender der Computertomographie als Messmittel sehen die Forscher alle Branchen mit hohen Qualitätsanforderungen. Insbesondere kommen die Automobilindustrie, deren Zulieferer, die kunststoffverarbeitende und die Elektronikindustrie in Frage.

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