Mit ICT-Analysen den gesamten Engineering-Prozess verbessern

ICT steht für Industrielle Computertomografie und kombiniert zerstörungsfreie Röntgenstrahlmesstechnik mit modernster Auswertungs- und CAD-Darstellungssoftware. Dabei werden Werkstücke und Bauteile im Originalzustand mit Hochleistungs-Röntgenstrahlmaschinen durchleuchtet, 3D-Volumendaten erstellt und das gesamte Innenleben eines Prüflings sichtbar gemacht.

Mit diesem Verfahren lassen sich neue, mit taktilen oder optischen Messmethoden nicht oder nur unzureichend ermittelbare Eigenschaften von Prüflingen dokumentieren. Die ICT kann für Werkstücke aus Metall, Kunststoff oder Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien in den Maßen von 1200 mm x 525 mm bei einem Gewicht von bis zu 100 kg eingesetzt werden. Neben der höheren Aussagekraft gegenüber herkömmlichen Messverfahren lassen sich damit auch die Prüfzeiten wesentlich verkürzen.

Ablauf einer ICT-Analyse

Bei Einsatz der Industriellen Computertomografie kann bereits vor der Herstellung der Bau-teile 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 fertig gestellt ist, wird es in der ICT-Anlage gescannt, über das Programm VG Studiomax in 3D-Volumendaten umgewandelt und in die Auswertungssoftware Calypso eingelesen.

Anschließend wird das 3D-Modell des gescannten Bauteils mit den CAD-Konstruktionsdaten über die Software Calypso ausgerichtet und die Messung anhand des bereits erstellten Prüfplanes durchgeführt. Die Messabweichungen werden in einem Protokoll dargestellt, entsprechend ihrem Abweichungsgrad farb-lich dargestellt und nach Wunsch statistisch ausgewertet.

Kunde erhält Messdaten zur Eigen-Analyse und Korrektur der Prozess-Parameter

Nach dem Scannen und der ersten Auswertung durch Quality Analysis werden die ermittel-ten Daten an den Kunden gesendet, der die Daten seines Prüflings mittels einer Viewer-Software begutachten kann. Die Abweichungen vom Ist-Wert sind entsprechend ihres Grades in unterschiedlichen Farbtönen dargestellt, so dass auf dieser Grundlage die bauteil- oder prozessspezifischen Modifikationen vorgenommen werden können. Bei Bedarf werden in Abstimmung mit Quality Analysis zusätzliche Messungen oder Analysen durchgeführt.

Abbildung des kompletten Innenleben eines Bauteils in allen Details

Mit der ICT sieht der Anwender die komplette Innen- und Außengeometrie seines Werkstücks in allen Details. Kleinste Abweichungen und Bauteilfehler werden in 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 sind. 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.

Finite Elemente Berechnung über Re-Engineering möglich

Die tomografische Vermessung des Bauteils bietet zudem einen weiteren Vorteil. Mit den entstanden Daten kann über das Reverse Engineering eine Finite-Elemente-Berechung erstmalig 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 prozess-bedingten Fehlern erstellten CAD-Daten möglich.

Whitepaper: Beispielhafte Anwendungsfelder der ICT

Neben den erweiterten Engineering-Möglichkeiten lassen sich mit der Industriellen Computertomografie zeit- und kostenmäßigen Vorteile für eine große Bandbreite von Produkten realisieren. Die Technologie bietet sich für die Analyse von Werkstücken mit komplexer Innengeometrie wie auch von Bauteilen, die aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sind und die im Hinblick auf eine Vielzahl an Prüfmerkmalen untersucht werden müssen. Zu den Anwendungsbereichen zählen alle Zulieferbereiche für die Automobilindustrie, die Kunststoff- und Elektroindustrie, sämtliche gießtechnisch hergestellten Teile sowie die Vermessung von montierten oder zusammengesetzten Baugruppen.

Quality Analysis GmbH auf der AMB 2008: Halle 1, Stand Z104