Industrielle Computertomographie Die industrielle Computertomographie hier genauer Röntgen Computertomographie kurz CT w
Industrielle Computertomographie
Die industrielle Computertomographie – hier genauer Röntgen-Computertomographie – (kurz: CT) weist gegenüber der medizinischen CT, die hauptsächlich im Artikel Computertomographie behandelt wird, einige wesentliche Unterschiede auf. Im medizinischen Bereich ist das Untersuchungsobjekt (der Mensch) von relativ einheitlicher Größe (ca. 1,5 bis 2,0 m) und Zusammensetzung (ca. 63 % Wasser, wenige schwere Elemente). Im industriellen Bereich ist das nicht der Fall. Hier müssen Objekte von wenigen Millimetern bis vielen Metern sowie homogene (z. B. reine Metalle) und völlig inhomogene Bauteile (z. B. Faserverbundmaterialien) untersucht und dreidimensional dargestellt werden. Daher sind die Anforderungen an industrielle CT-Systeme, sowie deren Ausführungen teilweise deutlich unterschiedlich und vielfältiger im Vergleich zu medizinischen CT-Systemen.
Einweg-Salzmühle mit Kunststoff-Mahlwerk in einer Helix-CT
Die industrielle CT lässt sich je nach angelegten Kriterien auf verschiedene Art und Weise einteilen. Gebräuchlich sind Einteilungen nach Geometrie des Aufnahmesystems oder nach Detailerkennbarkeit der Systeme.
Eine Besonderheit, in der sich die industriellen CT von der medizinischen unterscheidet, liegt in der oftmals unterschiedlichen Aufnahmegeometrie im Vergleich zu medizinischen Systemen. Dort liegt der Patient normalerweise kooperativ und bewegungslos, wobei Röntgenquelle(n) und Detektor(en) miteinander gekoppelt um ihn herumfahren. Im industriellen Bereich, wo ja nur unbelebte Objekte untersucht werden müssen, können Röntgenquelle und Detektor fest positioniert und nur das Untersuchungsobjekt gedreht werden, was mechanisch einfacher ist.
Ablauf einer industriellen ComputertomographieBearbeiten
Bei Einsatz der Industriellen Computertomographie kann bereits vor der Herstellung der Bauteile mit der Vorbereitung der messtechnischen Auswertung und Vermessung der Prüflinge begonnen werden. Dabei werden die von der Entwicklungsabteilung zur Auslegung des Bauteils verwendeten CAD-Daten für die Erstellung des ICT-Prüfplanes genutzt, indem die Bezugs- und Ausrichtpunkte des Bauteils bestimmt und die einzelnen Messpunkte festgelegt werden. Sobald das erste seriennah produzierte Bauteil fertiggestellt ist, wird es in der ICT-Anlage gescannt, in 3D-Volumendaten umgewandelt und in eine Auswertungssoftware eingelesen. Anschließend wird das 3D-Modell des gescannten Bauteils mit den CAD-Konstruktionsdaten über die Software ausgerichtet und die Messung anhand des bereits erstellten Prüfplanes durchgeführt. Die Messabweichungen werden in einem Protokoll dargestellt, entsprechend ihrem Abweichungsgrad farblich dargestellt und nach Wunsch statistisch ausgewertet.
Abbildung des kompletten Innenlebens eines BauteilsBearbeiten
Mit der ICT-Analyse sieht der Anwender die komplette Innen- und Außengeometrie seines Werkstücks in allen Details. Kleinste Abweichungen und Bauteilfehler werden genau lokalisiert. Die Bandbreite der Auswertungen reicht von Wandstärken- und Porositätsanalysen, die Defekt- und Montagekontrolle bis hin zur Überprüfung von Eigenschaften, die mit herkömmlichen Messverfahren gar nicht möglich ist. So lassen sich nun auch weiche Materialien wie zum Beispiel Elastomere oder Gummiteile messtechnisch genau ermitteln. Aufgrund der Erfassung und Vermessung des unzerstörten Prüflings werden mit der ICT auch Volumen von Lufteinschlüssen, Bohrungen oder Flüssigkeiten erfasst. Die Bilder können entweder in Volumendaten (z.B RAW-Datei) oder als triangulierte Oberflächen (z. B. STL-Datei) generiert werden.
Finite Elemente Berechnung über Reverse Engineering möglichBearbeiten
Die tomographische Vermessung des Bauteils bietet zudem einen weiteren Vorteil. Mit den entstandenen Daten kann über das Reverse Engineering eine Finite Elemente Berechnung erstmals am „realen“ Bauteil durchgeführt werden. Das heißt, die entstandenen ICT-Daten des realen Bauteiles werden in CAD-Daten umgewandelt und anschließend über die FEM die Schwachstellen ermittelt. Dies war bisher nur an den konstruktiven und frei von prozessbedingten Fehlern erstellten CAD-Daten möglich.
Einteilung nach Geometrie des AufnahmesystemsBearbeiten
Zweidimensionale CTBearbeiten
Schematische Darstellung der 2D-CT
Eine einzelne Schicht des Objekts wird untersucht und rekonstruiert. Das geschieht durch allseitiges Durchstrahlen und Detektion der Röntgenstrahlung mit einem Zeilendetektor. Die Röntgenquelle sendet dabei einen Fächerstrahl aus. Der Schichtaufbau des Objekts wird mittels der aufgenommenen Röntgenprojektionen numerisch rekonstruiert.
Hier wird das gesamte Volumen eines Objekts durch allseitiges Durchstrahlen untersucht. Die Röntgenquelle sendet einen Kegelstrahl aus, detektiert wird mit einem Flachbild-Detektor (flat panel, Flächendetektor).
Vorteile:
Direkte Erzeugung eines Volumenmodells
Kurze Messzeiten (bis herunter zu 25 s für ein Volumen)
Automatische Volumendatenauswertung möglich
Nachteile:
Objekt muss von allen Seiten durchstrahlbar sein
Technisch aufwändig und damit teuer
Reduzierte Datenqualität auf Grund von Streustrahlung und Bildverzerrung am Rand
Anwendungen für
Visualisierung und Vermaßung innerer Strukturen
3D-Verteilung von Materialeigenschaften (z. B. Dichte, Porosität)
Fehlerprüfung
Helix-CTBearbeiten
Prinzip der industriellen Helix-CT
Dieses Verfahren ähnelt sehr stark der heute hauptsächlich in der Medizin verwendeten Methode, nur auch hier wieder mit dem Unterschied, dass Röntgenquelle und -detektor stillstehen und sich das Testobjekt bewegt. Hier aber nicht nur in einer Ebene, sondern unter gleichzeitiger Bewegung in Längsrichtung, was insgesamt vom Objekt aus betrachtet eine helixförmige Bewegung bedeutet.
Hier geschieht die schichtweise Untersuchung und Rekonstruktion vorwiegend flacher Objekte, die ggf. nicht von allen Seiten zugänglich sind. Das Verfahren lässt sich wiederum einteilen in:
Translatorische Laminographie: Hier wird das Objekt zwischen Röntgenquelle und -detektor hindurchgeschoben. Durch den seitlichen Versatz lässt sich das Innere dreidimensional rekonstruieren.
Standard rotatorische Laminographie: Hier rotieren Röntgenquelle und/oder -detektor ober- und unterhalb des Objektes. Durch die Informationen, die aus den unterschiedlichen Einstrahlwinkeln erhalten werden, lässt sich das Objekt dreidimensional rekonstruieren.
Schematischer Aufbau der High Resolution Computed Laminography.High Resolution Computed Laminographie (HRCL): Die HRCL stellt eine Spezialform der rotatorischen Laminographie dar. Bei der HRCL wird zum einen die Probe, nicht der Röntgenquelle- / -detektor-Aufbau rotiert. Zum anderen kann die Ausrichtung des Detektors zur Röntgenquelle verändert werden. Dies ermöglicht, kleinste Teilbereiche großflächiger Untersuchungsgegenstände hochaufgelöst (<1,5 µm/Voxel reale Auflösung) zu untersuchen. Die HRCL eignet sich daher besonders für die zerstörungsfreie Analyse von einzelnen Baugruppen / Lotverbindungen auf elektronischen Schaltungsträgern, ohne diese aufwändig zu präparieren.
Die Laminographie hat folgende Vorteile:
Erzeugung von Tiefeninformationen ohne allseitigen Zugang
Möglichkeit einer Ausschnitts-CT
Nachteile:
Die erhaltenen Tiefeninformationen sind von begrenzter Präzision
Laminographische Verfahren werden oft angewendet für:
Die Untersuchung großer, flächiger Bauteile ohne allseitigen Zugang.
Einteilung nach GrößeBearbeiten
Es ist ebenfalls möglich, Aufnahmesysteme nach der Größe der Untersuchungsobjekte bzw. der Detailerkennbarkeit einzuteilen:
Makro-CTBearbeiten
Hier geht es um die Untersuchung großer Objekte (Meter-Bereich). Dazu werden sogenannte Röntgenquellen mit Makrofokus verwendet, die Detailerkennbarkeiten im Millimeter-Bereich erreichen. Derartige Anlagen werden häufig zur Untersuchung von Gussteilen (Motorblöcke, Zylinderköpfe, u. ä.) eingesetzt, aber auch für Keramik.
Mikro-CTBearbeiten
Diese Anlagen arbeiten mit Mikrofokus-Röhren, die eine Detailerkennbarkeit im Mikrometer-Bereich erlauben. Die verfügbaren Röhren, sowie Anforderungen an sinnvolle Aufnahmezeiten, beschränken hier die Objektgrößen auf etwa 20 cm. Einsatzgebiete sind Kunststoffteile, Metallteile aus leichten Materialien (z. B. Aluminium) und auch Keramikteile von geeigneter Größe.
Sub-Mikro-CT oder Nano-CTBearbeiten
Solche Systeme erreichen die höchsten Auflösungen konventioneller CT-Geräte. Hier wird mit speziellen Röntgenquellen gearbeitet, die sehr kleine Brennflecke besitzen. Außerdem werden Detektoren mit hoher Auflösung eingesetzt, sowie unter hoher geometrischer Vergrößerung gearbeitet. Damit sind Detailerkennbarkeiten bis herunter zu etwa 500 nm erreichbar. Bei diesen Größenordnungen ist aber die Objektgröße auf wenige Millimeter beschränkt. Angewendet werden solche Systeme daher häufig in der Materialcharakterisierung, zur hochgenauen Untersuchung elektronischer Bauteile, oder für biologische Proben (z. B. Insekten, Pflanzensamen o. ä.).
Daneben existieren auch noch Einteilungen nach stationär oder mobil, nach Einsatzgebiet (Fehlererkennung, Messtechnik) oder nach verwendeter Röntgenenergie (Mehr-Energie-Verfahren).
Beispielhafte Anwendungsfelder der ICTBearbeiten
Neben den erweiterten Engineering Möglichkeiten lassen sich mit der Industriellen Computertomographie zeit- und kostenmäßige Vorteile für eine große Bandbreite von Produkten realisieren. Die Technologie bietet sich für die Analyse von Werkstücken mit komplexer Innengeometrie sowie von Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien an. Zu den Anwendungsbereichen zählen:
alle Zulieferbereiche für die Automobilindustrie
die Kunststoff- und Elektroindustrie
Bestimmung der Faserausrichtung in Kunststoffbauteilen zur Validierung von Simulationen
gießtechnisch hergestellte Teile
Vermessung von montierten oder zusammengesetzten Baugruppen
Digitalisierung von Bohrkernen zur anschließenden Simulation der Durchströmungseigenschaften ("Digital Rock")
BeispieleBearbeiten
LiteraturBearbeiten
Zur mathematischen Rekonstruktion:
T. Buzug: Einführung in die Computertomographie. Springer, 2005, ISBN 978-3-540-20808-2, CT im medizinischen Bereich
W. A. Kalender, Computertomographie. Grundlagen, Gerätetechnologie, Bildqualität, Anwendungen, Publicis Corporate Publishing, 2006, ISBN 978-3-89578-215-2, Industrielle CT
Berichtsband International Symposium on Computed Tomography and Image Processing for Industrial Radiology. Berlin 2003, ISBN 3-931381-48-X
Berichtsband International Symposium on NDT in Aerospace. Berlin 2008, ISBN 978-3-940283-12-2
Normen und Richtlinien mit direktem Bezug zu industriellen Röntgen-Computertomographie für Koordinatenmessungen sind:
DIN EN 16016-1:2011 Zerstörungsfreie Prüfung – Durchstrahlungsverfahren – Computertomografie – Teil 1: Terminologie
DIN EN 16016-2:2011 Zerstörungsfreie Prüfung – Durchstrahlungsverfahren – Computertomografie – Teil 2: Grundlagen, Geräte und Proben
DIN EN 16016-3:2011 Zerstörungsfreie Prüfung – Durchstrahlungsverfahren – Computertomografie – Teil 3: Durchführung und Auswertung
DIN EN 16016-4:2011 Zerstörungsfreie Prüfung – Durchstrahlungsverfahren – Computertomografie – Teil 4: Qualifizierung
VDI/VDE 2617 Blatt 13:2011 Genauigkeit von Koordinatenmessgeräten – Kenngrößen und deren Prüfung – Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 für Koordinatenmessgeräte mit CT-Sensoren
VDI/VDE 2630 Blatt 1.1:2009 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik – Grundlagen und Definitionen
VDI/VDE 2630 Blatt 1.2:2010 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik – Einflussgrößen auf das Messergebnis und Empfehlungen für dimensionelle Computertomografie-Messungen
VDI/VDE 2630 Blatt 1.4:2010 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik – Gegenüberstellung verschiedener dimensioneller Messverfahren
VDI/VDE 2630 Blatt 2.1:2013 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik – Bestimmung der Messunsicherheit und der Prüfprozesseignung von Koordinatenmessgeräten mit CT-Sensoren
Die Normen der Reihe DIN EN 16016 wurden mittlerweile zurückgezogen und durch die EN ISO 15708 ersetzt.
O. Bullinger, U. Schnars, D. Schulting, B. Redmer, M. Tschaikner, U. Ewert: Laminographic Inspection of Large Carbon Fibre Composite Aircraft-Structures at Airbus. 19th World Conference on Non-Destructive Testing (WCNDT) 2016 https://www.ndt.net/article/wcndt2016/papers/we1i3.pdf
Die industrielle Computertomographie hier genauer Rontgen Computertomographie kurz CT weist gegenuber der medizinischen CT die hauptsachlich im Artikel Computertomographie behandelt wird einige wesentliche Unterschiede auf Im medizinischen Bereich ist das Untersuchungsobjekt der Mensch von relativ einheitlicher Grosse ca 1 5 bis 2 0 m und Zusammensetzung ca 63 Wasser wenige schwere Elemente Im industriellen Bereich ist das nicht der Fall Hier mussen Objekte von wenigen Millimetern bis vielen Metern sowie homogene z B reine Metalle und vollig inhomogene Bauteile z B Faserverbundmaterialien untersucht und dreidimensional dargestellt werden Daher sind die Anforderungen an industrielle CT Systeme sowie deren Ausfuhrungen teilweise deutlich unterschiedlich und vielfaltiger im Vergleich zu medizinischen CT Systemen Einweg Salzmuhle mit Kunststoff Mahlwerk in einer Helix CTDie industrielle CT lasst sich je nach angelegten Kriterien auf verschiedene Art und Weise einteilen Gebrauchlich sind Einteilungen nach Geometrie des Aufnahmesystems oder nach Detailerkennbarkeit der Systeme Inhaltsverzeichnis 1 Funktionsweise 2 Ablauf einer industriellen Computertomographie 3 Abbildung des kompletten Innenlebens eines Bauteils 4 Finite Elemente Berechnung uber Reverse Engineering moglich 5 Einteilung nach Geometrie des Aufnahmesystems 5 1 Zweidimensionale CT 5 2 Dreidimensionale CT 5 3 Helix CT 5 4 Laminographie Tomosynthese 6 Einteilung nach Grosse 6 1 Makro CT 6 2 Mikro CT 6 3 Sub Mikro CT oder Nano CT 7 Beispielhafte Anwendungsfelder der ICT 8 Beispiele 9 Literatur 10 Normen und Richtlinien 11 Weblinks 12 EinzelnachweiseFunktionsweise Bearbeiten Hauptartikel Computertomographie Eine Besonderheit in der sich die industriellen CT von der medizinischen unterscheidet liegt in der oftmals unterschiedlichen Aufnahmegeometrie im Vergleich zu medizinischen Systemen Dort liegt der Patient normalerweise kooperativ und bewegungslos wobei Rontgenquelle n und Detektor en miteinander gekoppelt um ihn herumfahren Im industriellen Bereich wo ja nur unbelebte Objekte untersucht werden mussen konnen Rontgenquelle und Detektor fest positioniert und nur das Untersuchungsobjekt gedreht werden was mechanisch einfacher ist Ablauf einer industriellen Computertomographie BearbeitenBei Einsatz der Industriellen Computertomographie kann bereits vor der Herstellung der Bauteile mit der Vorbereitung der messtechnischen Auswertung und Vermessung der Pruflinge begonnen werden Dabei werden die von der Entwicklungsabteilung zur Auslegung des Bauteils verwendeten CAD Daten fur die Erstellung des ICT Prufplanes genutzt indem die Bezugs und Ausrichtpunkte des Bauteils bestimmt und die einzelnen Messpunkte festgelegt werden Sobald das erste seriennah produzierte Bauteil fertiggestellt ist wird es in der ICT Anlage gescannt in 3D Volumendaten umgewandelt und in eine Auswertungssoftware eingelesen Anschliessend wird das 3D Modell des gescannten Bauteils mit den CAD Konstruktionsdaten uber die Software ausgerichtet und die Messung anhand des bereits erstellten Prufplanes durchgefuhrt Die Messabweichungen werden in einem Protokoll dargestellt entsprechend ihrem Abweichungsgrad farblich dargestellt und nach Wunsch statistisch ausgewertet Abbildung des kompletten Innenlebens eines Bauteils BearbeitenMit der ICT Analyse sieht der Anwender die komplette Innen und Aussengeometrie seines Werkstucks in allen Details Kleinste Abweichungen und Bauteilfehler werden genau lokalisiert Die Bandbreite der Auswertungen reicht von Wandstarken und Porositatsanalysen die Defekt und Montagekontrolle bis hin zur Uberprufung von Eigenschaften die mit herkommlichen Messverfahren gar nicht moglich ist So lassen sich nun auch weiche Materialien wie zum Beispiel Elastomere oder Gummiteile messtechnisch genau ermitteln Aufgrund der Erfassung und Vermessung des unzerstorten Pruflings werden mit der ICT auch Volumen von Lufteinschlussen Bohrungen oder Flussigkeiten erfasst Die Bilder konnen entweder in Volumendaten z B RAW Datei oder als triangulierte Oberflachen z B STL Datei generiert werden 1 Finite Elemente Berechnung uber Reverse Engineering moglich BearbeitenDie tomographische Vermessung des Bauteils bietet zudem einen weiteren Vorteil Mit den entstandenen Daten kann uber das Reverse Engineering eine Finite Elemente Berechnung erstmals am realen Bauteil durchgefuhrt werden Das heisst die entstandenen ICT Daten des realen Bauteiles werden in CAD Daten umgewandelt und anschliessend uber die FEM die Schwachstellen ermittelt Dies war bisher nur an den konstruktiven und frei von prozessbedingten Fehlern erstellten CAD Daten moglich Einteilung nach Geometrie des Aufnahmesystems BearbeitenZweidimensionale CT Bearbeiten nbsp Schematische Darstellung der 2D CTEine einzelne Schicht des Objekts wird untersucht und rekonstruiert Das geschieht durch allseitiges Durchstrahlen und Detektion der Rontgenstrahlung mit einem Zeilendetektor Die Rontgenquelle sendet dabei einen Facherstrahl aus Der Schichtaufbau des Objekts wird mittels der aufgenommenen Rontgenprojektionen numerisch rekonstruiert Vorteile Hohe Detailauflosung Wenig Storung durch StreustrahlungNachteile Lange Messzeiten fur Volumenmessungen Das Objekt muss von allen Seiten durchstrahlbar seinDiese Methode wird hauptsachlich angewendet fur Masshaltigkeitsprufungen Fehlerprufung Dimensionelles MessenDreidimensionale CT Bearbeiten nbsp Schematische Darstellung einer 3D CTHier wird das gesamte Volumen eines Objekts durch allseitiges Durchstrahlen untersucht Die Rontgenquelle sendet einen Kegelstrahl aus detektiert wird mit einem Flachbild Detektor flat panel Flachendetektor Vorteile Direkte Erzeugung eines Volumenmodells Kurze Messzeiten bis herunter zu 25 s fur ein Volumen Automatische Volumendatenauswertung moglichNachteile Objekt muss von allen Seiten durchstrahlbar sein Technisch aufwandig und damit teuer Reduzierte Datenqualitat auf Grund von Streustrahlung und Bildverzerrung am RandAnwendungen fur Visualisierung und Vermassung innerer Strukturen 3D Verteilung von Materialeigenschaften z B Dichte Porositat FehlerprufungHelix CT Bearbeiten nbsp Prinzip der industriellen Helix CTDieses Verfahren ahnelt sehr stark der heute hauptsachlich in der Medizin verwendeten Methode nur auch hier wieder mit dem Unterschied dass Rontgenquelle und detektor stillstehen und sich das Testobjekt bewegt Hier aber nicht nur in einer Ebene sondern unter gleichzeitiger Bewegung in Langsrichtung was insgesamt vom Objekt aus betrachtet eine helixformige Bewegung bedeutet Vorteile Untersuchung beliebig langer Objekte Reduktion von Artefakten Feldkamp Algorithmus Nachteile Mechanisch aufwandiger aufgrund der zusatzlichen Bewegungsachse Einsatzgebiete Messtechnik Untersuchung langer GegenstandeLaminographie Tomosynthese Bearbeiten nbsp Translatorischen Laminographie nbsp Rotatorischen LaminographieHier geschieht die schichtweise Untersuchung und Rekonstruktion vorwiegend flacher Objekte die ggf nicht von allen Seiten zuganglich sind 2 Das Verfahren lasst sich wiederum einteilen in Translatorische Laminographie Hier wird das Objekt zwischen Rontgenquelle und detektor hindurchgeschoben Durch den seitlichen Versatz lasst sich das Innere dreidimensional rekonstruieren Standard rotatorische Laminographie Hier rotieren Rontgenquelle und oder detektor ober und unterhalb des Objektes Durch die Informationen die aus den unterschiedlichen Einstrahlwinkeln erhalten werden lasst sich das Objekt dreidimensional rekonstruieren nbsp Schematischer Aufbau der High Resolution Computed Laminography High Resolution Computed Laminographie 3 HRCL Die HRCL stellt eine Spezialform der rotatorischen Laminographie dar Bei der HRCL wird zum einen die Probe nicht der Rontgenquelle detektor Aufbau rotiert Zum anderen kann die Ausrichtung des Detektors zur Rontgenquelle verandert werden Dies ermoglicht kleinste Teilbereiche grossflachiger Untersuchungsgegenstande hochaufgelost lt 1 5 µm Voxel reale Auflosung zu untersuchen Die HRCL eignet sich daher besonders fur die zerstorungsfreie Analyse von einzelnen Baugruppen Lotverbindungen auf elektronischen Schaltungstragern ohne diese aufwandig zu praparieren Die Laminographie hat folgende Vorteile Erzeugung von Tiefeninformationen ohne allseitigen Zugang Moglichkeit einer Ausschnitts CTNachteile Die erhaltenen Tiefeninformationen sind von begrenzter PrazisionLaminographische Verfahren werden oft angewendet fur Die Prufung von Plattenwerkstoffen Das Prufen elektronischer Flachbaugruppen Die Untersuchung grosser flachiger Bauteile ohne allseitigen Zugang Einteilung nach Grosse Bearbeiten nbsp Eine typische Makro CT Anlage rechts die Abbildung der beiden darin eingesetzten Rontgenrohren mit 450 kV grosser Zylinder und 225 kV kleiner Zylinder Beschleunigungsspannung nbsp Eine Sub Mikro CT Anlage Rechts die Rohre links der Detektor Sehr nah an der Rohre und sehr klein das Prufobjekt auf einer Nadelspitze auf einem Drehteller nbsp Aufbau einer Mikro CT Anlage im Vordergrund die Rontgenrohre in der Mitte das Objekt auf einem Drehteller hinten der FlachbilddetektorEs ist ebenfalls moglich Aufnahmesysteme nach der Grosse der Untersuchungsobjekte bzw der Detailerkennbarkeit einzuteilen Makro CT Bearbeiten Hier geht es um die Untersuchung grosser Objekte Meter Bereich Dazu werden sogenannte Rontgenquellen mit Makrofokus verwendet die Detailerkennbarkeiten im Millimeter Bereich erreichen Derartige Anlagen werden haufig zur Untersuchung von Gussteilen Motorblocke Zylinderkopfe u a eingesetzt aber auch fur Keramik Mikro CT Bearbeiten Diese Anlagen arbeiten mit Mikrofokus Rohren die eine Detailerkennbarkeit im Mikrometer Bereich erlauben Die verfugbaren Rohren sowie Anforderungen an sinnvolle Aufnahmezeiten beschranken hier die Objektgrossen auf etwa 20 cm Einsatzgebiete sind Kunststoffteile Metallteile aus leichten Materialien z B Aluminium und auch Keramikteile von geeigneter Grosse Sub Mikro CT oder Nano CT Bearbeiten Solche Systeme erreichen die hochsten Auflosungen konventioneller CT Gerate Hier wird mit speziellen Rontgenquellen gearbeitet die sehr kleine Brennflecke besitzen Ausserdem werden Detektoren mit hoher Auflosung eingesetzt sowie unter hoher geometrischer Vergrosserung gearbeitet Damit sind Detailerkennbarkeiten bis herunter zu etwa 500 nm erreichbar Bei diesen Grossenordnungen ist aber die Objektgrosse auf wenige Millimeter beschrankt Angewendet werden solche Systeme daher haufig in der Materialcharakterisierung zur hochgenauen Untersuchung elektronischer Bauteile oder fur biologische Proben z B Insekten Pflanzensamen o a Daneben existieren auch noch Einteilungen nach stationar oder mobil nach Einsatzgebiet Fehlererkennung Messtechnik oder nach verwendeter Rontgenenergie Mehr Energie Verfahren Beispielhafte Anwendungsfelder der ICT BearbeitenNeben den erweiterten Engineering Moglichkeiten lassen sich mit der Industriellen Computertomographie zeit und kostenmassige Vorteile fur eine grosse Bandbreite von Produkten realisieren Die Technologie bietet sich fur die Analyse von Werkstucken mit komplexer Innengeometrie sowie von Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien an Zu den Anwendungsbereichen zahlen alle Zulieferbereiche fur die Automobilindustrie die Kunststoff und Elektroindustrie Bestimmung der Faserausrichtung in Kunststoffbauteilen zur Validierung von Simulationen giesstechnisch hergestellte Teile Vermessung von montierten oder zusammengesetzten Baugruppen Digitalisierung von Bohrkernen zur anschliessenden Simulation der Durchstromungseigenschaften Digital Rock Beispiele Bearbeiten nbsp Ergebnisse einer industriellen 3D CT links die Fotografie des Untersuchungsobjektes Lenkgehause aus Aluminium Guss rechts die CT Aufnahme mit Darstellung von Poren und Einschlussen in rot nbsp Fichtenzapfen Abgebildet mit CT Alpha von Procon X Ray Samen in rot source source source source source Flug durch einen CT Bildstapel in Z Hohen richtung Der abgebildete Ohrenstopsel steckt in einem simulierten Gehorgang aus Styropor und passt sich dessen Form an nbsp Einweg Salzmuhle mit Kunststoff Mahlwerk in einer Helix CT source source source source source source Flug durch eine 3D Rekonstruktion einer Helix CT an einer Einweg PfeffermuhleLiteratur BearbeitenZur mathematischen Rekonstruktion T Buzug Einfuhrung in die Computertomographie Springer 2005 ISBN 978 3 540 20808 2 CT im medizinischen Bereich W A Kalender Computertomographie Grundlagen Geratetechnologie Bildqualitat Anwendungen Publicis Corporate Publishing 2006 ISBN 978 3 89578 215 2 Industrielle CT Berichtsband International Symposium on Computed Tomography and Image Processing for Industrial Radiology Berlin 2003 ISBN 3 931381 48 X Berichtsband International Symposium on NDT in Aerospace Berlin 2008 ISBN 978 3 940283 12 2 Zeitschrift NDT amp E Elsevier ISSN 0963 8695 Zeitschrift MP Materials Testing Hanser ISSN 0025 5300Normen und Richtlinien BearbeitenNormen und Richtlinien mit direktem Bezug zu industriellen Rontgen Computertomographie fur Koordinatenmessungen sind DIN EN 16016 1 2011 Zerstorungsfreie Prufung Durchstrahlungsverfahren Computertomografie Teil 1 Terminologie DIN EN 16016 2 2011 Zerstorungsfreie Prufung Durchstrahlungsverfahren Computertomografie Teil 2 Grundlagen Gerate und Proben DIN EN 16016 3 2011 Zerstorungsfreie Prufung Durchstrahlungsverfahren Computertomografie Teil 3 Durchfuhrung und Auswertung DIN EN 16016 4 2011 Zerstorungsfreie Prufung Durchstrahlungsverfahren Computertomografie Teil 4 Qualifizierung VDI VDE 2617 Blatt 13 2011 Genauigkeit von Koordinatenmessgeraten Kenngrossen und deren Prufung Leitfaden zur Anwendung von DIN EN ISO 10360 fur Koordinatenmessgerate mit CT Sensoren VDI VDE 2630 Blatt 1 1 2009 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik Grundlagen und Definitionen VDI VDE 2630 Blatt 1 2 2010 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik Einflussgrossen auf das Messergebnis und Empfehlungen fur dimensionelle Computertomografie Messungen VDI VDE 2630 Blatt 1 4 2010 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik Gegenuberstellung verschiedener dimensioneller Messverfahren VDI VDE 2630 Blatt 2 1 2013 Computertomografie in der dimensionellen Messtechnik Bestimmung der Messunsicherheit und der Prufprozesseignung von Koordinatenmessgeraten mit CT SensorenDie Normen der Reihe DIN EN 16016 wurden mittlerweile zuruckgezogen und durch die EN ISO 15708 ersetzt Weblinks BearbeitenVideo zur Industriellen Computertomographie Hochschule KarlsruheEinzelnachweise Bearbeiten Messtechnikdienstleister fur industrielle Computertomographie GOM CT In 3D Messtechnik Dienstleister schnell amp professionell Abgerufen am 8 Dezember 2021 deutsch O Bullinger U Schnars D Schulting B Redmer M Tschaikner U Ewert Laminographic Inspection of Large Carbon Fibre Composite Aircraft Structures at Airbus 19th World Conference on Non Destructive Testing WCNDT 2016 https www ndt net article wcndt2016 papers we1i3 pdf G Lautenschlager Anwendungsgebiete der High Resolution Computed Laminography HRCL Fraunhofer IKTS 14 Juli 2022 abgerufen am 16 Juli 2022 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Industrielle Computertomographie amp oldid 238756881
