Inline-3D-Computertomographie reduziert Ausschussquoten

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Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Die CT verlangt eine (komplette) Drehung des Objektes im Röntgenstrahl. Bei dieser Drehung müssen alle auftretenden kumulierten Weglängen durch das Objekt durchstrahlt werden können.

CT erfordert stärkere Röntgenquellen als Radioskopie

Kann man sich bei der Radioskopie noch eine Optimierung hinsichtlich der durchstrahlten Weglängen zunutze machen, ist dies bei der CT nur eingeschränkt möglich. Dies setzt in der Regel den Einsatz von Röntgenquellen voraus, die höhere Energien verwenden als für die Radioskopie erforderlich.

Auch auf der Detektorseite gibt es Bedingungen für die CT, die erfüllt werden müssen: Während der gesamten Drehung müssen die Bereiche, die geprüft werden sollen, immer auf dem Detektor abgebildet werden.

Dies setzt in der Regel großflächigere Detektoren als in der Durchstrahlungsprüfung voraus. Beide genannten Punkte erhöhen den Aufwand und damit die Kosten für ein solches System.

Inline-CT kann Produktion von Serienbauteilen effizienter machen

Limitierender Faktor bei Einsatz eines Röntgenprüfsystems, unabhängig davon, ob nun CT oder Radioskopie verwendet wird, ist das Material beziehungsweise dessen Röntgenabsorption und die Wandstärke, die zu durchstrahlen ist. Gusseisen oder Bauteile aus anderen Nicht-Leichtmetallen eignen sich für die Untersuchungsmethode im Inline-Einsatz nur eingeschränkt.

Ausblick: Die Inline-CT hat das Potenzial, die automatische Radioskopie in vielen Bereichen der Bauteilfertigung zu verdrängen. Der von ihr erzeugte Informationsumfang lässt einen differenzierteren Umgang mit den Prüfergebnissen zu, als es bisher Usus ist. Die Produktion von Serienbauteilen wird damit an Effizienz deutlich gewinnen.

Inline-CT an CFK-Bauteilen wird erforscht

Es wurde exemplarisch am Beispiel eines Leichtmetallgussteils auf die Perspektiven eingegangen, die Übertragbarkeit auf andere Werkstoffe liegt auf der Hand. Es sind bereits viele Untersuchungen an CFK-Bauteilen aus der Luft- und Raumfahrt (Clipse) durchgeführt worden, für die die Inline-CT aufgrund von Größe, Material und zu detektierenden Ungänzen eine ideal geeignete Prüfmethode ist.

Die Bandbreite wird ergänzt durch Komponenten aus Kunststoff, Keramik, Gummi und auch Materialverbünden. Außer den erwähnten Ungänzen wie Lunkern können auch andere Merkmale automatisch bestimmt werden: Faserorientierungen, Vollständigkeit und metrologische Maße.

Die Inline-CT wird nicht auf den stationären Betrieb beschränkt sein. Gerade im Bereich der Fertigung und Wartung von Luftfahrzeugen, in dem flächige und extrem große Bauteile an der Tagesordnung sind, wird die CT Mobilität lernen müssen. Die On-Site-CT des Fraunhofer IIS zeigt einen ersten Ansatzpunkt, mobile, fertigungsintegrierte CT zu realisieren (Bild 5).

Dr.-Ing. Thomas Wenzel ist Leiter der Abteilung Prozessintegrierte Prüfsysteme am Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, 90762 Fürth

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