Die Computertomographie (CT) bietet eine herausragende Methode zur Geometriebestimmung innerer Strukturen und ist ein unverzichtbares Werkzeug zur Analyse komplexer Bauteile, insbesondere in der industriellen Fertigung, Forschung und Entwicklung. Mit CT-Scans lassen sich detaillierte 3D-Modelle der inneren Strukturen eines Objekts erstellen, was eine präzise Vermessung und Analyse ohne Zerstörung des Bauteils ermöglicht. Dies ist besonders vorteilhaft für Bauteile mit komplexen oder verdeckten Geometrien, wie Hohlräume, Kanäle und Schichtstrukturen, die anderen Prüfmethoden nur schwer zugänglich sind.
Funktionsweise der CT-gestützten Geometriebestimmung
Bei der Computertomographie wird das Objekt von Röntgenstrahlen durchleuchtet, und zahlreiche zweidimensionale Schnittbilder werden aus verschiedenen Winkeln aufgenommen. Diese Schnittbilder werden anschließend zu einem 3D-Volumen rekonstruiert, das die vollständige innere Struktur des Bauteils wiedergibt. Durch diese Methode lassen sich exakte Maße und Geometrien erfassen, die durch andere Prüfverfahren oft nur eingeschränkt messbar sind. Selbst komplexe Geometrien oder kleinste Details können so präzise dargestellt und analysiert werden.
Ein besonderer Vorteil liegt in der Möglichkeit, spezifische geometrische Merkmale wie Wandstärken, Kavitäten, Hohlräume, Durchmesser und Oberflächenstruktur präzise zu vermessen. Diese hochauflösende 3D-Erfassung bietet Einblicke in die innere Geometrie, ohne dass das Bauteil aufgeschnitten oder beschädigt werden muss.
Anwendungsfelder der Geometriebestimmung durch CT
Die Geometriebestimmung durch Computertomographie findet breite Anwendung in diversen Branchen und ist besonders relevant in Bereichen, die eine hohe Präzision und Kontrolle über die Struktur der Bauteile erfordern:
- Luft- und Raumfahrtindustrie: Hier kommt es auf höchste Präzision an, insbesondere bei sicherheitskritischen Bauteilen wie Turbinenschaufeln, die in einem CT-Scan auf Hohlräume, Wanddicken und Risse analysiert werden können.
- Automobilindustrie: CT wird verwendet, um interne Strukturen komplexer Bauteile wie Motorblöcken, Getrieben oder elektronischen Komponenten zu prüfen, um die Qualität und Zuverlässigkeit sicherzustellen.
- Medizintechnik: Implantate und medizinische Geräte mit komplexen Innenstrukturen können durch CT exakt vermessen werden, um sowohl Qualität als auch Passgenauigkeit zu gewährleisten.
- Gießereitechnik und Materialwissenschaften: Die Geometriebestimmung von Gussteilen und Werkstoffen ermöglicht es, Hohlräume, Poren und andere Produktionsfehler frühzeitig zu erkennen und zu analysieren, was die Qualitätskontrolle und Optimierung der Fertigungsprozesse unterstützt.
Möglichkeiten der CT-Analyse zur Geometriebestimmung
Die CT-gestützte Geometriebestimmung bietet eine Vielzahl von Analysemöglichkeiten:
- Dimensionale Messung und Toleranzprüfung: Die gewonnenen 3D-Daten lassen eine präzise Messung der inneren Geometrien und eine Toleranzprüfung zu. Dies schließt die Überprüfung von Wandstärken, Abstandsmessungen und Durchmessern ein.
- Vergleich mit CAD-Daten: Ein 3D-CAD-Modell des Bauteils kann mit dem CT-Scan abgeglichen werden. Abweichungen zwischen dem tatsächlichen Bauteil und dem Sollzustand lassen sich durch Falschfarben-Darstellungen schnell und präzise identifizieren.
- Fehleranalyse: Durch die Geometriebestimmung können innere Defekte wie Poren, Einschlüsse, Risse oder Verformungen erkannt und analysiert werden.
- Volumen- und Oberflächenanalyse: Es können genaue Volumen- und Flächenberechnungen durchgeführt werden, die für die Prüfung und Optimierung von Bauteilen entscheidend sind
