Industrielle Computertomographie Analysemethoden

Erklärvideo

Ist das Teil mittels industrieller Computertomographie erfasst, können die verschiedensten Analysemethoden angewandt werden ohne den Prüfling zu zerstören.
Dies ist ein erheblicher Zeitvorteil und Kostenersparnis gegenüber herkömmlichen zerstörenden Prüfverfahren.

Analysemethoden industrielle Computertomographie

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Datenqualitätsanalyse
Void analysis
Lunkeranalyse / Einschlussanalyse
Nominal-Actual Comparisons
Soll- Ist- Vergeleich
Wallthicknessanalysis
Wandstärkenanalyse
Computertomography
Koordinatenmesstechnik
Computertomography fiber composite analysis
Faserverbundanalyse
Assembly check
Einbaukontrolle

Datenqualitätsanalyse

Überwachung der Datenqualität der CT-Scans (Computertomographie) anhand der räumlichen Auflösung, Schärfe und des Grauwertkontrasts.

Dies sichert eine reproduzierbare und gleichbleibende Datenbasis für Analysen und Messergebnisse.

Es werden die Normen gemäß ASTM E1441 und ASTM E 1695 unterstützt. 

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Lunkeranalyse / Einschlussanalyse

Fehlerfindung durch zerstörungsfreie Materialanalyse

Beim Gießen von Metallen und Spritzgießen von Kunststoffen kann es zu Lufteinschlüssen, sogenannten Lunkern und Fremdeinschlüssen kommen.

Die Computertomographie ermöglicht eine zerstörungsfreie Kontrolle der Werkstücke auf Lunker und Fremdeinschlüsse.

Durch einen ausgeklügelten KI basierten Algorithmus werden die Grauwerte des mittels Computertomographie gescannten Prüflings ermittelt und daraus eine Lunkeranalyse erstellt.

  • Automatische und schnelle Erkennung sämtlicher Einschlüsse und Poren im Material
  • Genaue Bestimmung von Position, Oberfläche und Volumen jedes einzelnen Defekts
  • Bestimmung der geometrischen Form des Defektes, Lunkers
  • Farbliche Visualisierung der Defekte, Lunker und Fremdeinschlüssen im Bild
  • Ausgabe eines detaillierten mit Bildern dokumentierten Berichts
  • Klassifikation der Fehler
  • Festlegung von unterschiedlichen Toleranzen, Vorgaben mittels ROI (Region of Interest) innerhalb eines Bauteils
  • Beurteilung der Anzahl und Verteilung mittels Histogramms

Die Lunkeranalyse / Defektanalyse kann bei einer Wandstärkenanalyse mit berücksichtigt werden.

P201/P202

Prüfung von Gussteilen auf Porosität mittels Computertomographie nach dem P201/P202 Verfahren.

Dieses Auswerteverfahren für die Porositätsanalyse wird oft für Bauteile der Automobilindustrie angewendet.

Entspricht der Volkswagen Norm VW 50093 und VW 50097.

P203

Prüfung von Gussteilen auf Porosität mittels Computertomographie gemäß Merkblatt P203 des Bundesverbands der Deutschen Gießerei-Industrie.

Ermöglicht eine 3D Bewertung kritischer Funktionsbereiche des Prüflings.

Export nach Q-DAS für die Qualifizierung und statistischen Analyse der Gießprozesse. 

Soll- Ist- Vergleich mittels Computertomographie

Der Soll-Ist-Vergleich mittels Computertomographie bietet den direkten Vergleich zu einem CAD-Modell oder einem weiteren Volumenmodell.

Es können Volumendatensätze, CAD-Modelle und Oberflächennetze miteinander verglichen werden.

Als Ergebnis der Analyse wird ein detaillierter Bericht über die festgelegten Abweichungen und ein in Falschfarben kodiertes 3D-Modell ausgegeben.

An von Bedeutung signifikanten Stellen kann ein Analysemarker, der die genauen Daten an der gewählten Stelle ausgibt, gesetzt werden.

Der wesentliche Vorteil des Soll-Ist-Vergleiches ist die schnelle Ermittlung der Abweichung zur Sollvorgabe ohne Erstellung eines Messprogrammes.

Dabei werden auch unsichtbare und schlecht zugängliche Bereiche im Bauteil berücksichtigt, ohne Dieses zu zerstören.

Insbesondere im Prototypenstadium führt dies zu einer signifikanten schnelleren Entwicklungszeit.

  • Time to Market

 

Die Dauer von der Produktentwicklung bis zur Marktplatzierung (Time-to-Market) kann erheblich reduziert werden.

Werkzeugverschleiß

Der Werkzeugverschleiß kann während der Fertigungsperiode durch zusätzliche Scans ermittelt und analysiert werden.
Aus der Differenz der ermittelten Daten kann eine Werkzeugkorrektur ermittelt werden.

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Wandstärkenanalyse mittels Computertomographie

Wandstärkenanalyse mittels Computertomographie ermöglicht die Analyse von Wandstärken am gesamten Bauteil.

Somit werden auch die unzugänglichen Stellen im Inneren des Bauteils mitberücksichtigt, ohne Dieses zu zerstören.

Zur Analyse muss das Bauteil nicht zerstört werden und der Istzustand des Bauteils bleibt erhalten.

Zum Vergleich kann das CAD-Modell mit herangezogen werden und/oder am direkten Bauteil gemessen werden.

Bei additiv gefertigten Bauteilen stellt die Analyse der Wandstärke eine enorme qualitative Größe dar.

Die Wandstärkenanalyse kann mit der Lunkeranalyse kombiniert werden, so dass die Resultate der Lunkeranalyse mit in die Berechnung der Wandstärke einfließen.

Gerade bei Leichtbauteilen mit immer geringeren Wandstärken stellt dies einen erheblichen qualitativen Vorteil dar.

Die Abweichung der Wandstärke kann farblich visualisiert werden und ein Report ausgegeben werden.

Die Analyse kann mittels der Strahlmethode oder der Kugelmethode erfolgen.

Strahlmethode

Für jeden Punkt der Oberfläche wird die gegenüberliegende Oberfläche gesucht. Die resultierenden Wandstärken, sind die kürzesten Abstände zwischen den Oberflächen.

Kugelmethode

Der Algorithmus sucht für jeden Voxel nach der größten Inkugel, die innerhalb der Oberfläche liegen kann, aber den Mittelpunkt des Voxels einschließen muss.

(Ein Voxel bezeichnet einen Gitterpunkt in einem dreidimensionalen Gitternetz. Dies entspricht einem Pixel in einem 2D Bild)

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Koordinatenmesstechnik mittels Computertomographie

Die 3D-Modelle eines CT-Scans eignen sich ausgezeichnet für eine Bestimmung von Funktionsmaßen inklusive von Form- und Lagetoleranzen (GD&T basierend auf DIN EN ISO 1101). Dabei können auch Maße zuverlässig bestimmt werden, die mit anderen Messmethoden nur schwer zu ermitteln sind, weil die Funktionsflächen verdeckt oder schwer erreichbar sind. Außerdem ist der CT-Scan kontaktlos, so dass Verformungen des Bauteils vermieden werden. Daher eignet sich die Vermessung mittels CT hervorragend für weiche und duktile Materialien wie Gummi oder Silikon.

Bei der Vermessung an CT-Daten werden in der Regel die realen Geometrien der Funktionsflächen herangezogen im Gegensatz zu 2-Punkt-Vermessungen. Somit kann die reale Funktionalität präzise überprüft werden.

Durch die Digitalisierung des Bauteils können auch nachträglich noch Erweiterungen oder Anpassungen des Messprogramms ohne großen Aufwand vorgenommen werden. Dies ist auch Jahre nach der Erstellung des Scans noch möglich.

 

Analysemethoden Computertomographie

Faserverbundanalyse

Im Leichtbau bei stark belasteten Bauteilen spielen Faserverbundwerkstoffe eine immer wichtigere Rolle. Die Faserverbundwerkstoffanalyse durch die Computertomographie (CT) ermöglicht hierbei eine zerstörungsfreie Prüfung.

Computertomographie an Faserverbundwerkstoffen für die Bestimmung von:

  • Lage der Fasern
  • Orientierung der Fasern
  • Faseranteil
  • Ein- und mehrlagiges- Integrationsnetz für die FEM Analyse kann importiert und exportiert werden. PATRAN
  • Anzeige als farbkodierte Vektoren oder Tensoren (Hauptspannungsrichtung) in 2D oder 3D
  • Farbliche Darstellung mittels Histogramme der Faserverteilung
  • Liniendiagramme für die Visualisierung des Orientierungstensors
  • Projektion auf Ebene und Raum
  • Berücksichtigung von Lunkern und Einschlüssen
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Einbaukontrolle

Kontrolle von Produkten mittels Computertomographie ob alle Bauteile vorhanden und richtig eingebaut sind.

Dies lässt sich auch durch die Verpackung realisieren.

Eine Schnell-CT in wenigen Sekunden kann hier wesentlich effizienter sein wie die Teile nochmals auszupacken oder zu demontieren.

KI ermöglicht eine sichere und schnelle Entscheidung bei Serienprüfungen.

Eine Zerlegung kann auch zu neuen Fehlern führen, dies kann durch die Kontrolle mittels Computertomographie (CT) vermieden werden.

 

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