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Röntgen-Computertomographie von Mikrokomponenten mit CT-MINI

08.03.2005


CT-MINI (Quelle: Fraunhofer EZRT/ProCon X-Ray GmbH)


Mikro-CT-Volumenrekonstruktion eines Kunststoffgetriebes mit einem Durchmesser von 1,8 mm. Zu sehen ist die Darstellung des vollständigen Volumens (Quelle: Fraunhofer EZRT)


Verfahren, die im nicht sichtbaren Bereich des Lichtspektrums arbeiten, gewinnen in der Bildverarbeitung immer mehr an Bedeutung, da sie das Spektrum der möglichen industriellen Einsatzbereiche für Bildverarbeitungssysteme erheblich erweitern. Ein solches Verfahren ist die Röntgen-Computertomographie (CT), die zerstörungsfrei und berührungslos die innere Struktur eines Prüfobjekts wiedergeben kann und damit für die industrielle Qualitätsprüfung besonders geeignet ist.


Mit dem System CT-MINI steht nun eine schlüsselfertige, direkt in der Qualitätssicherung einsetzbare Kompaktanlage zur industriellen Röntgen-Computertomographie von kleinen Objekten von Verfügung. CT-MINI ist eine Entwicklung des Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik (EZRT), einer gemeinsamen Abteilung des Fraunhofer IZFP in Saarbrücken und des Fraunhofer IIS in Erlangen, und der Firma ProCon X-Ray GmbH.

Das Prüfteil liegt ohne komplizierte Befestigung auf einem Drehteller. Der horizontale Röntgenstrahl durchdringt das Teil und wird von einem Flachbilddetektor ausgewertet. Alle Justagen und Bewegungen werden von der Systemsoftware selbsttätig vorgenommen. Das Volumen wird in Querschnitten oder 3-D-Ansichten visualisiert. Die Bewertung der Ansichten kann automatisch mit speziellen Auswerteprogrammen erfolgen. Insbesondere kann auch ein automatischer Soll-Ist-Abgleich mit CAD-Daten erfolgen oder es können Oberflächendaten für die Weiterverarbeitung in CAD-Systemen erzeugt werden.


Die Auswertung der Daten mit einem zeitoptimierten Rekonstruktions-Algorithmus beginnt direkt mit der Datenaufnahme und ist bereits einige Sekunden nach Beendigung der Datenerfassung abgeschlossen. Bei geeigneten Prüfteilen lassen sich Messzeiten unterhalb einer Minute erreichen. Typische Zeiten für eine 3-D-Rekonstruktion liegen bei 3 bis 5 Minuten. Bauteile bis ca. 35 mm x 35 mm x 25 mm sind in einem Durchgang tomographierbar. Je nach Größe des Untersuchungsobjekts kann der kleinste auflösbare Quader (Voxel) eine Kantenlänge von 5 Mikrometern haben.

Im Lieferumfang ist eine Visualisierungssoftware enthalten, die beliebige orthogonale Schnitte im entstandenen Rekonstruktionsvolumen anzeigt und die Punkt-zu-Punkt-Vermessung innerhalb dieser Ebene gestattet. Die Datenübertragung ist über einen Ethernet-Anschluss oder den eingebauten CD-Brenner gewährleistet. Auf Wunsch kann das System mit Röntgen-Röhren höherer Strahlenergie, größeren und feiner auflösenden Detektoren und weiteren Rechnern zur parallelen Auswertung umfangreicher Datensätze aufgerüstet werden. Eine Kopplung mit automatischen Bildverarbeitungsmodulen für Serienprüfungen ist ebenfalls optional erhältlich.

Anwendungsbereiche

CT-MINI ist in erster Linie für die Inspektion von Bauteilen aus Leichtmetall, Kunststoff oder Keramik geeignet. Beispiele hierfür sind Metallschäume, Pumpendüsen oder high-tech Schweißnähte. Durch die einfache, horizontale Dreheinrichtung können jedoch auch flüssige und andere schwerkraftbeeinflusste Teile fehlerfrei analysiert werden.

Technische Daten:

- Größe: ca. 1 m x 1 m
- Mikrofokus Röntgen-Röhre (90 kV)
- hochauflösender Detektor mit 1024 x 1024 Detektorelementen (mit 2 x 2 Binning für effektive 512 x 512 logische Pixel)
- selbstzentrierender Präzisions-Probenmanipulator
- komplette Steuerungs- und Rekonstruktionssoftware
- Haupteinsatzgebiete: Elektronik, Kunststoff, Mikrokomponenten, Leichtbautechnik, Neue Materialien und Werkstoffe
- Grundpreis: 119.000 EUR

Regina Fischer M.A. | idw
Weitere Informationen:
http://www.vision.fraunhofer.de/de/4/projekte/207.html

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