Arten der industriellen Computertomographie
Wird das Bauteil durch eine industrielle Computertomographie (CT) erkannt, können verschiedene Arten der CT ohne Zerstörung des Prüflings angewendet werden. Dies bedeutet einen erheblichen Zeitvorteil und eine Kostenersparnis gegenüber herkömmlichen zerstörenden Prüfverfahren.
Datenqualitätsanalyse
Überwachung der Datenqualität von CT-Scans (Computertomographie) anhand von räumlicher Auflösung, Schärfe und Graustufenkontrast.
Dies gewährleistet eine reproduzierbare und konsistente Datenbasis für Analysen und Messergebnisse. Die Standards ASTM E1441 und ASTM E1695 werden unterstützt.
Lunkeranalyse / Hohlraumanalyse
Fehlererkennung durch zerstörungsfreie Materialanalyse
Beim Gießen von Metallen und Spritzgießen von Kunststoffen können Lufteinschlüsse, sogenannte Lunker und Fremdeinschlüsse auftreten.
Die Computertomografie ermöglicht die zerstörungsfreie Prüfung von Werkstücken auf Lunker und Fremdeinschlüsse.
Mithilfe eines ausgeklügelten KI-basierten Algorithmus werden die Grauwerte des computertomografierten Prüflings ermittelt und daraus eine Schwindungsanalyse erstellt.
Automatische und schnelle Erkennung aller Einschlüsse und Poren im Material
Präzise Bestimmung von Position, Fläche und Volumen jedes einzelnen Defekts
Bestimmung der geometrischen Form des Defekts/Lunkers
Farbliche Visualisierung von Defekten, Lunkern und Fremdeinschlüssen im Bild
Ausgabe eines detaillierten, bilddokumentierten Berichts
Fehlerklassifizierung
Definition verschiedener Toleranzen und Spezifikationen mittels ROI (Region of Interest) innerhalb eines Bauteils
Beurteilung der Anzahl und Verteilung mittels Histogrammen
Die Lunkeranalyse/Defektanalyse kann in eine Wanddickenanalyse integriert werden.
P201/P202
Prüfung von Gussteilen auf Porosität mittels Computertomographie mit der P201/P202-Methode.
Dieses Bewertungsverfahren zur Porositätsanalyse wird häufig für Bauteile in der Automobilindustrie eingesetzt.
Entspricht den Volkswagen-Normen VW 50093 und VW 50097
P203
Prüfung von Gussteilen auf Porosität mittels Computertomographie gemäß Merkblatt P203 des Bundesverbandes der Deutschen Gießerei-Industrie.
Ermöglicht die 3D-Auswertung kritischer Funktionsbereiche der Probe.
Export nach Q-DAS zur Qualifizierung und statistischen Analyse von Gießprozessen.
Soll-Ist-Vergleich mittels Computertomographie
Der Soll-Ist-Vergleich mittels Computertomographie ermöglicht einen direkten Vergleich mit einem CAD-Modell oder einem anderen Volumenmodell.
Volumendatensätze, CAD-Modelle und Oberflächennetze können verglichen werden.
Als Ergebnis der Analyse wird ein detaillierter Bericht der angegebenen Abweichungen und ein in Falschfarben kodiertes 3D-Modell ausgegeben.
An aus Sicht der Wichtigkeit signifikanten Positionen kann ein Analysemarker gesetzt werden, der die genauen Daten an der ausgewählten Position anzeigt.
Der Hauptvorteil des Soll-Ist-Vergleichs ist die schnelle Ermittlung der Abweichung vom Soll ohne Erstellung eines Messprogramms.
Auch unsichtbare und schwer zugängliche Bereiche im Bauteil werden zerstörungsfrei berücksichtigt.
Insbesondere im Prototypenstadium führt dies zu deutlich schnelleren Entwicklungszeiten.
Time-to-Market
Die Zeit von der Produktentwicklung bis zur Markteinführung (Time-to-Market) kann deutlich verkürzt werden
Werkzeugverschleiß
Durch zusätzliche Scans kann der Werkzeugverschleiß während der Produktionszeit ermittelt und analysiert werden. Aus der Differenz der ermittelten Daten kann ein Werkzeugoffset ermittelt werden.
Wanddickenanalyse mit Computertomographie
Die Wanddickenanalyse mittels Computertomographie ermöglicht die Analyse der Wanddicken am gesamten Bauteil. Dadurch werden auch die unzugänglichen Bereiche im Inneren des Bauteils analysiert, ohne dieses zu zerstören. Das Bauteil muss für die Analyse nicht zerstört werden und der Ist-Zustand des Bauteils bleibt erhalten. Zum Vergleich kann das CAD-Modell herangezogen und/oder am direkten Bauteil vermessen werden. Für additiv gefertigte, 3D-gedruckte Bauteile stellt die Analyse der Wanddicke eine enorme qualitative Größe dar. Die Wanddickenanalyse kann mit der Lunkeranalyse kombiniert werden, sodass die Ergebnisse der Lunkeranalyse in die Berechnung der Wanddicke einfließen. Dies stellt insbesondere bei Leichtbauteilen mit zunehmender Wandstärke einen erheblichen qualitativen Vorteil dar. Die Abweichung der Wanddicke kann farblich visualisiert und ein Report erstellt werden. Die Analyse kann mit der Balkenmethode oder der Kugelmethode durchgeführt werden.
Strahlmethode
Für jeden Punkt der Fläche wird die gegenüberliegende Fläche gesucht. Die resultierenden Wandstärken sind die kürzesten Abstände zwischen den Flächen.
Kugelmethode
Für jedes Voxel sucht der Algorithmus nach der größten Insphäre. Diese kann innerhalb der Oberfläche liegen, muss aber den Mittelpunkt des Voxels umfassen.
(Ein Voxel bezeichnet einen Gitterpunkt in einem dreidimensionalen Raster. Dies entspricht einem Pixel in einem 2D-Bild.)
Messtechnik mit Computertomographie koordinieren
Die 3D-Modelle eines CT-Scans eignen sich hervorragend zur Bestimmung von Funktionsmaßen inklusive Form- und Lagetoleranzen (GD&T nach DIN EN ISO 1101). Damit lassen sich auch Maße zuverlässig bestimmen, die mit anderen Messverfahren aufgrund verdeckter oder schwer zugänglicher Funktionsflächen nur schwer zu ermitteln sind. Zudem erfolgt der CT-Scan berührungslos, sodass Verformungen des Bauteils vermieden werden. Daher eignet sich die CT-Messung ideal für weiche und duktile Materialien wie Gummi oder Silikon.
Bei Messungen auf CT-Daten werden im Gegensatz zu 2-Punkt-Messungen in der Regel die realen Geometrien der Funktionsflächen verwendet. So lässt sich die tatsächliche Funktionalität präzise überprüfen.
Durch die Digitalisierung des Bauteils sind Erweiterungen oder Anpassungen des Messprogramms auch nachträglich ohne großen Aufwand möglich. Dies ist auch noch Jahre nach der Scan-Erstellung möglich.
Analyse von Faserverbundwerkstoffen
Faserverbundwerkstoffe spielen im Leichtbau für hochbelastete Bauteile eine zunehmend wichtige Rolle. Die Faserverbundwerkstoffanalyse mittels Computertomografie (CT) ermöglicht in diesem Zusammenhang zerstörungsfreie Prüfungen.
Computertomografie an Faserverbundwerkstoffen zur Bestimmung von:
Faserlage
Faserorientierung
Fasergehalt
Ein- und mehrlagige Integrationsnetze für FEM-Analysen können importiert und exportiert werden, z. B. für Patran
Darstellung als farbkodierte Vektoren oder Tensoren (Hauptspannungsrichtung) in 2D oder 3D
Farbdarstellung mittels Histogrammen der Faserverteilung
Liniendiagramme zur Visualisierung des Orientierungstensors
Projektion auf Ebene und Raum
Berücksichtigung von Hohlräumen und Einschlüssen
Montagekontrolle
Kontrolle von Produkten mittels Computertomographie (CT), ob alle Komponenten vorhanden und korrekt verbaut sind. Dies kann auch über die Verpackung erfolgen. Eine schnelle CT in wenigen Sekunden kann hier deutlich effizienter sein, als die Teile wieder auszupacken oder zu zerlegen und wieder zusammenzubauen. Künstliche Intelligenz (KI) ermöglicht sichere und schnelle Entscheidungen in der Serienprüfung. Durch die Demontage können zudem neue Defekte entstehen, die durch die Überprüfung mittels Computertomographie (CT) vermieden werden können.
