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 Auswerte-Elektronik QUADRA-CHEK 2000 von HEIDENHAIN: Zuverlässig und einfach messen
20.04.2018 | DR. JOHANNES HEIDENHAIN GmbH

nachricht tisoware auf der Zukunft Personal Süd und Nord 2018
20.04.2018 | tisoware - Gesellschaft für Zeitwirtschaft mbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

Das Kleben der Zellverbinder von Hocheffizienz-Solarzellen im industriellen Maßstab ist laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und dem Anlagenhersteller teamtechnik marktreif. Als Ergebnis des gemeinsamen Forschungsprojekts »KleVer« ist die Klebetechnologie inzwischen so weit ausgereift, dass sie als alternative Verschaltungstechnologie zum weit verbreiteten Weichlöten angewendet werden kann. Durch die im Vergleich zum Löten wesentlich niedrigeren Prozesstemperaturen können vor allem temperatursensitive Hocheffizienzzellen schonend und materialsparend verschaltet werden.

Dabei ist der Durchsatz in der industriellen Produktion nur geringfügig niedriger als beim Verlöten der Zellen. Die Zuverlässigkeit der Klebeverbindung wurde...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: Innovatives 3D-Druckverfahren für die Raumfahrt

Auf der Hannover Messe 2018 präsentiert die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), wie Astronauten in Zukunft Werkzeug oder Ersatzteile per 3D-Druck in der Schwerelosigkeit selbst herstellen können. So können Gewicht und damit auch Transportkosten für Weltraummissionen deutlich reduziert werden. Besucherinnen und Besucher können das innovative additive Fertigungsverfahren auf der Messe live erleben.

Pulverbasierte additive Fertigung unter Schwerelosigkeit heißt das Projekt, bei dem ein Bauteil durch Aufbringen von Pulverschichten und selektivem...

Im Focus: BAM@Hannover Messe: innovative 3D printing method for space flight

At the Hannover Messe 2018, the Bundesanstalt für Materialforschung und-prüfung (BAM) will show how, in the future, astronauts could produce their own tools or spare parts in zero gravity using 3D printing. This will reduce, weight and transport costs for space missions. Visitors can experience the innovative additive manufacturing process live at the fair.

Powder-based additive manufacturing in zero gravity is the name of the project in which a component is produced by applying metallic powder layers and then...

Im Focus: IWS-Ingenieure formen moderne Alu-Bauteile für zukünftige Flugzeuge

Mit Unterdruck zum Leichtbau-Flugzeug

Ingenieure des Fraunhofer-Instituts für Werkstoff- und Strahltechnik (IWS) in Dresden haben in Kooperation mit Industriepartnern ein innovatives Verfahren...

Im Focus: Moleküle brillant beleuchtet

Physiker des Labors für Attosekundenphysik, der Ludwig-Maximilians-Universität und des Max-Planck-Instituts für Quantenoptik haben eine leistungsstarke Lichtquelle entwickelt, die ultrakurze Pulse über einen Großteil des mittleren Infrarot-Wellenlängenbereichs generiert. Die Wissenschaftler versprechen sich von dieser Technologie eine Vielzahl von Anwendungen, unter anderem im Bereich der Krebsfrüherkennung.

Moleküle sind die Grundelemente des Lebens. Auch wir Menschen bestehen aus ihnen. Sie steuern unseren Biorhythmus, zeigen aber auch an, wenn dieser erkrankt...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

infernum-Tag 2018: Digitalisierung und Nachhaltigkeit

24.04.2018 | Veranstaltungen

Fraunhofer eröffnet Community zur Entwicklung von Anwendungen und Technologien für die Industrie 4.0

23.04.2018 | Veranstaltungen

Mars Sample Return – Wann kommen die ersten Gesteinsproben vom Roten Planeten?

23.04.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Neuer Impfstoff-Kandidat gegen Malaria erfolgreich in erster klinischer Studie untersucht

25.04.2018 | Biowissenschaften Chemie

Erkheimer Ökohaus-Pionier eröffnet neues Musterhaus „Heimat 4.0“

25.04.2018 | Architektur Bauwesen

Fraunhofer ISE und teamtechnik bringen leitfähiges Kleben für Siliciumsolarzellen zu Industriereife

25.04.2018 | Energie und Elektrotechnik

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics