(Ein) Blick ins Innere

Visualisierung und Digitalisierung verborgener und unsichtbarer Strukturen

Der Blick auf innere Strukturen ist, insbesondere bei Neuentwicklungen oder mit speziellen Verfahren hergestellten Geräten, unverzichtbar. Dabei sollte dieser in der Regel zerstörungsfrei erfolgen, um das Bauteil oder den Versuch nicht zu beschädigen.

Die Computertomographie (CT) ist, als bildgebendes Verfahren der Radiologie, in der Industrie zu einem Standardverfahren für die zerstörungsfreie Bauteilprüfung geworden. In der CT werden Absorptionsprofile eines Objekts aus vielen Richtungen erstellt, um eine Volumenstruktur zu rekonstruieren. Das Aufgaben- und Anwendungsspektrum ist im Vergleich zur medizinischen Diagnose, in der die CT bereits seit Jahrzehnten etabliert ist, ungleich vielfältiger. Aus der Messtechnik, Qualitätssicherung und Materialcharakterisierung ist die CT nicht mehr wegzudenken und stellt die Systeme gleichzeitig vor große Anforderungen an abzudeckende Spektren bezogen auf Materialien, Bauteilgrößen und Auflösungen.

Fortschritte in der Entwicklung neuer Werkstoffe erfordern immer schnellere und komplexere begleitende Prüftechnologien analog der Fertigungsprozesse. Neben konventionellen und digital bildgebenden Röntgenverfahren, mit denen Durchstrahlungsprüfungen möglich sind, verfügt das ZEA-1 hierfür über ein hochpräzises Computertomografiesystem. Unsere Anlage arbeitet mit Nano- und Mikrofokus-Röhren, die eine hohe Detail- und Fehlererkennbarkeit bis in den Mikrometer-Bereich erlauben, bei direkten Vergrößerungen bis zu einigen hundertfachen.

Mögliche Analysemöglichkeiten und Materialien

Möglich ist die Visualisierung innerer Strukturen durch eine 3DRekonstruktionen anhand beliebiger, virtueller Schnitte durch das Prüfobjekt. Die Messung der komplexen äußeren und inneren Geometrien mit Datenexport z. B. in CADDaten dient der Qualitätskontrolle und spart Zeit bei der Neu- oder Rekonstruktion eines Bauteils. Per Analysesoftware (Automated Defect Recognition / ADR) werden diese im Material automatisch erkannt, klassifiziert und deren Position sowie Volumen gemessen. Durch ähnliche Methoden ermitteln wir, wie sich Proben unter Belastung verhalten. Mit schnellen Detektoren können wir verschiedene Prozesse in Echtzeit, z. B. Schweißverfahren, verfolgen, um sie besser zu verstehen. Fehler werden schon während der Fertigung erkannt und korrigiert.

Wir durchleuchten fast jedes Material mit hoher Detailauflösung: Pflanzenblätter, Erdbohrkerne, künstliche Herzklappen aus Verbundstoffen, Schweißnähte oder die metallische Welle eines Turboladers. So können wir dreidimensional visualisieren, segmentieren und Oberflächen rekonstruieren. Per Röntgentechnik und 3D-Computertomografie rekonstruieren wir natürliche Vorgänge wie das Wurzelwachstum im Boden.