Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Live-Messungen mit Röntgen

02.05.2012
Charakterisierung moderner Hightech-Materialien
Fraunhofer Vision auf der Control 2012 (8. - 11. Mai)
Halle 1, Stand 1502
Dreimal täglich finden Live-Messungen moderner Materialien statt. Die Proben werden mit dem Röntgen-Computertomographie-Gerät CTportable vor Ort aufgenommen; im Anschluss erfolgt die Auswertung und Analyse der Volumenbilder mit der Analyse-Software MAVI. Die Geometrie der Mikrostruktur kann so nicht nur visualisiert sondern auch quantitativ charakterisiert werden. Es können auch eigene Proben zur Untersuchung mitgebracht werden (max. Volumen: 40 x 40 x 40 mm). Die Messungen finden jeweils um 10:00, 12:00 und 14:00 statt, wobei jeweils eine Materialklasse bzw. eine geometrische Eigenschaft im Zentrum der Messung steht: Metallschäume, Faserverbundwerkstoffe und Polymerschäume.

Material

Offenzelliger Aluminiumschaum Offenzellige Metallschäume sind leicht und zugleich mechanisch stabil, eignen sich hervorragend als Basis für Katalysatoren, zur akustischen und mechanischen Dämpfung und als Crashabsorber. Durchströmungs- und mechanische Eigenschaften hängen eng mit der Homogenität der zellularen Struktur zusammen. µCT mit 3-D-Bildanalyse erlaubt die Rekonstruktion und anschließende Vermessung der einzelnen Zellen. So können Zellgrößen- und Zellformverteilungen gewonnen werden.

Faserverbundwerkstoffe

Faserverbundwerkstoffe kommen bereits seit längerem im Bereich der Luft- und Raumfahrt zum Einsatz und finden nun auch in der Automobilindustrie zunehmend Verbreitung. Für die simulationsgestützte Auslegung von Bauteilen werden präzise Angaben über die Mikrostruktur benötigt. Insbesondere die lokale Faserverteilung und die lokale Faserorientierung haben entscheidenden Einfluss auf die Materialeigenschaften. Vorzugsrichtung und Stärke ihrer Ausprägung sowie lokale Orientierungstensoren können aus 3-D-Bilddaten gewonnen werden.

Polymerschäume

Polymerschäume verfügen aufgrund ihrer geometrischen Feinstruktur über besondere Eigenschaften. Auf Basis der 3-D-Volumenbilder können insbesondere die Porosität und Homogenität sowohl lokal als auch für die gesamte abgebildete Probe analysiert werden.

Messablauf
1. Messung und Tomographie der Material-Probe mit CTportable
2. Auswertung und Charakterisierung der Mikrostruktur der Probe mit MAVI
Röntgen-CT zur Aufnahme der Probe mit CTportable
Mithilfe der Röntgen-Computertomographie (CT) lassen sich im Materialinneren verborgene Strukturen beliebig komplexer Objekte aus fast allen Werkstoffen mit hoher Genauigkeit erfassen und charakterisieren. Die CT ist daher eine geeignete Methode zur Charakterisierung moderner Hightech-Materialien in den unterschiedlichen Materialstadien wie Materialentwicklung (Charakteristik), -verarbeitung (Qualitätssicherung) und Betrieb (Zuverlässigkeit) zu entwickeln.
CTportable ist ein tragbares CT-Gerät, mit dem Proben wie Keramiken, Metallschäume oder Kunststoffe bis maximal 40 x 40 x 40 mm tomographiert werden können. Durch Abmaße von nur 35 x 30 x 23 cm ist der Platzbedarf sehr gering. Das Gerät ermöglicht den Verzicht auf ein spezielles Labor oder besonders geschultes Personal, wodurch sich die Investitionskosten deutlich verringern. Der Anschluss über die USB-Schnittstelle an ein Notebook gewährleistet einen einfachen Aufbau und einfache Handhabung. Es wird keine weitere externe Hardware benötigt. Durch ein Gewicht von unter 20 kg wird eine größtmögliche Mobilität erreicht. Dadurch kann eine deutliche Zeitersparnis erreicht werden, da die Messung direkt bei der Probe stattfinden kann und Ergebnisse sofort zur Verfügung stehen.

Auswertung der Probe mit MAVI

Da die mit Computertomographie gewonnenen Volumenbilder die volle Information über die räumliche Mikrostruktur enthalten, können sie mit der Software MAVI (Modular Algorithms for Volume Images) analysiert, modelliert und visualisiert werden.

MAVI ist speziell für die Analyse der komplexen Mikrostruktur von Werkstoffen (wie Polymer-, Metall- und Keramikschäume, Sintermaterial, Beton) konzipiert, kann aber auch dreidimensionale Bilder anderer Strukturen wie z. B. Knochen oder Schnee erfassen und verarbeiten. Die Software misst Volumen, Oberfläche, Krümmungsintegrale und die Eulerzahl für die vollständige Struktur oder für einzelne Objekte, findet Anisotropien und bevorzugte Richtungen und bestimmt deren Stärke.

Die Faserrichtungsanalyse in Teilvolumina erlaubt z. B. die Berechnung des makroskopischen, anisotropen, viskoelastischen Verhaltens des Verbundmaterials direkt aus der Faser-Matrix-Mikrostruktur. Der damit hergestellte Zusammenhang zwischen Mikrostruktur und makroskopischen Eigenschaften wird zur Materialoptimierung eingesetzt.

In der Fraunhofer-Allianz Vision arbeiten die Fachabteilungen aus derzeit 16 Fraunhofer-Instituten im Bereich Bildverarbeitung und optische Mess- und Prüftechnik zusammen. Unter dem Motto »Qualitätssicherung von Hightech-Materialien und Leichtbaustrukturen mit Bildverarbeitung und optischer Mess- und Prüftechnik« stellen die Fraunhofer Vision-Institute am Messestand bei der Control 2012 innovative Lösungen vor, die bei der Entwicklung und Erprobung sowie bei der Qualitätssicherung neuer Materialien zum Einsatz kommen können.

Bilder in Druckqualität:
Bild 1 (fraunhofer_vision_control_ezrt_itwm_livemessung_bild_1.jpg): Offenzelliger Aluminiumschaum (Quelle: Fraunhofer ITWM).

Bild 2 (fraunhofer_vision_control_ezrt_itwm_livemessung_bild_2.jpg): Faserverbundwerkstoff (Quelle: Fraunhofer EZRT.

Bild 3 (fraunhofer_vision_control_ezrt_itwm_livemessung_bild_3.jpg): Polymerschaum (Quelle: Fraunhofer EZRT.

Bild 4 (fraunhofer_vision_control_ezrt_itwm_livemessung_bild_4.jpg): CTportable (Quelle: Fraunhofer EZRT).

Bild 5 (fraunhofer_vision_control_ezrt_itwm_livemessung_bild_5.jpg): Mit Computertomographie gewonnenes Volumenbild eines Kieselgels (Quelle: Fraunhofer ITWM).

Fachkontakt:
Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT
Dipl.-Ing. Michael Salamon
Dr.-Mack-Str. 81
97062 Fürth
Telefon: +49 911 58061-7562
Fax: + 49 911 58061-7599
E-Mail: michael.salamon@iis.fraunhofer.de
www.iis.fraunhofer.de/bf/xrt/
Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM
Dr. Katja Schladitz
Fraunhofer-Platz 1
67663 Kaiserslautern
Telefon: +49 631 31600-4625
Fax: +49 631 31600-1099
E-Mail: katja.schladitz@itwm.fraunhofer.de
www.itwm.fraunhofer.de
Pressekontakt:
Fraunhofer-Allianz Vision
Regina Fischer M. A.
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
Telefon +49 9131 776-5830
Fax +49 9131 776-5899
vision@fraunhofer.de
www.vision.fraunhofer.de

Regina Fischer | Fraunhofer-Allianz Vision
Weitere Informationen:
http://www.vision.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Starker Auftritt von dormakaba auf der Messe Security Essen 2016
11.10.2016 | Kaba GmbH

nachricht Solarkollektoren aus Ultrahochleistungsbeton verbinden Energieeffizienz und Ästhetik
16.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau