3D-Messung mit Röntgenstrahlen

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS) haben den Röntgencomputertomographen „CT-MINI“ weiterentwickelt und mit Software für Materialprüfungen ausgestattet. Mit Hilfe des Geräts können nun Ist-Abweichungen von Bauteilen von nur wenigen hundertstel Millimetern gemessen und erkannt werden.

Das Gerät erfasst den Übergang von Festkörpern zu Luft und ermittelt so die Konturen eines Bauteils, also dessen metrischen Ist-Zustand. Um diesen mit dem Soll-Zustand zu vergleichen, wandelt die Software die Tomographiedaten in eine räumliche Wolke aus Messpunkten um. Ein weiterer Algorithmus findet darin automatisch geometrische Elemente, wie Ebenen und Zylinder, und beschreibt so die durchleuchteten Bauteile im Raum.

Dies geschieht mit einer Genauigkeit von zehn Mikrometern. So lassen sich laut IIS Bohrungsdurchmesser, Abstände und Winkel bestimmen und gegebenenfalls nachbearbeiten. Für eine erste und schnellere Visualisierung lässt sich die Punktwolke alternativ in STL-Oberflächendaten umwandeln. Daraus können Rapid-Prototyping-Verfahren Modelle Schicht für Schicht aufbauen.

„Die Prozesskette von einem CAD-Modell zur Produktion eines Musterbauteils und zurück zum CAD-Modell haben wir mit dieser Prüfeinrichtung erstmals erschlossen“, resümiert Randolf Hanke, Leiter des Entwicklungszentrums für Röntgentechnik EZRT in Fürth. Der Automobilzulieferer ITW Deltar wird den CT-Mini ab Mai zur Erstbemusterung von Spritzgussteilen einsetzen. „Wir fertigen Komponenten für Sicherheitsgurten, die maximal fünfzig Mikrometer vom Soll abweichen dürfen“, erklärt Ralf Wulf, Quality-Manager bei ITW. „Die Rötgentechnik wird unsere Messzeit voraussichtlich halbieren“, so Wulf.