3D-Computer­tomographie

Exakte digitale Abbilder Ihrer Bauteile

Die 3D-Computertomographie bietet vielseitige Lösungen für komplexe Herausforderungen

Die 3D-Computertomographie macht nicht nur eine Qualitätskontrolle im Innern eines Bauteils möglich, sondern erlaubt auch die Erstellung exakter dreidimensionaler Modelle, mit deren Hilfe Soll-Ist-Vergleiche anhand der CAD-Daten möglich sind, wie die Erstellung von Erstmusterprüfberichten. Außerdem ist der 3D-CT eine wertvolle Unterstützung im Reverse Engineering.

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+49 7022 2796-680 info@qa-group.com

Mit 3D-Computertomographie ins Innere Ihrer Bauteile blicken

Viele Fehler in Bauteilen, wie Lunker, Poren oder Einschlüsse sind von außen nicht zu sehen und darum im Rahmen der herkömmlichen Qualitätskontrolle nur schwer nachzuweisen. Dennoch können Sie zu schwerwiegenden Defekten mit katastrophalen Folgen führen. Die 3D-Computertomographie spürt diese Fehler zuverlässig auf. Mit unseren praxisorientierten Prüfberichten geben wir Ihnen ein Werkzeug zur effizienten Ursachensuche an die Hand.

Für jedes Werkstück die richtige Wahl:
Nano-, Mikro- oder Makro-CT

Die industrielle Computertomographie bietet vielfältige Möglichkeiten zur zerstörungsfreien Analyse von Bauteilen. Abhängig von der Größe des Objekts und der erforderlichen Detailerkennbarkeit setzen wir die passenden CT-Technologien ein:

Nano-CT: neue Analysen im Nanometerbereich

Nano-CT: Höchste Auflösung für kleinste Details

Nano-CT-Systeme bieten die höchste Auflösung konventioneller CT-Geräte und erreichen eine Detailerkennbarkeit bis zu etwa 500 nm. Dazu kommen spezielle Röntgenquellen mit sehr kleinen Brennflecken und hochauflösende Detektoren zum Einsatz, die selbst feinste Strukturen sichtbar machen können. Aufgrund der hohen geometrischen Vergrößerung sind die Objektgrößen jedoch auf wenige Millimeter beschränkt.

Mikro-CT für Analysen im Mikrometerbereich

Mikro-CT: Präzision im Mikrometer-Bereich

Mikro-CT-Anlagen arbeiten mit Mikrofokus-Röhren, durch die eine Detailgenauigkeit im Mikrometer-Bereich erzielt wird. Diese Technologie ist ideal für die Analyse von Kunststoffteilen, Metallteilen aus leichten Materialien wie Aluminium und geeigneten Keramikteilen. Die Objektgrößen sind auf etwa 20 cm beschränkt, was durch die verfügbaren Röhren und die Anforderungen der Aufnahmeparameter bedingt ist.

Makro-CT: Neue Analysen für große Objekte

Makro-CT: Untersuchung großer Objekte im Meterbereich

Für die Untersuchung großer Objekte im Meter-Bereich setzen wir Makro-CT-Anlagen ein. Diese nutzen Röntgenquellen mit Makrofokus und erreichen eine Detailauflösung im Mikrometerbereich.

Typische Anwendungsgebiete sind die Untersuchung von Gussteilen wie Motorblöcken und Zylinderköpfen sowie große Keramikteilen.

Rasche und zuverlässige
Messergebnisse

  • Zerstörungsfreie Prüfung Ihrer Bauteile
  • Übersichtliche 3D-Darstellung
  • Detailerkennbarkeit bis 0,2 µm
  • Maximale Bauteilgröße 550 x 1.200 mm
  • Messungen labiler und berührungsempfindlicher Bauteile
  • Erfassung aller Innengeometrien wie Bohrungen, Kanäle, Hohlräume u. v. m.
  • Vielseitige volumenbasierte Analysenmöglichkeiten wie Porositätsanalyse, Soll-Ist-Vergleich, Wandstärkenanalyse oder dimensionelle Messungen

FÜR JEDE ANFORDUNG DAS RICHTIGE CT-SYSTEM

  VARIAN 800 GE v | tonne | x
© General Electric
Deutschland Holding GmbH
ZEISS METROTOM 800
© Carl Zeiss AG
GE microme | x
© General Electric
Deutschland Holding GmbH
GE Nanotom M
© General Electric
Deutschland Holding GmbH
  VARIAN 800 GE v | tome | x M300 ZEISS METROTOM 800 GE microme | x GE Nanotom M
Leistung (kV) 450 kV 300 kV 225 kV 180 kV 180 kV
Auflösung max.
(abhängig von Bauteilgröße)
200 µm 7 µm 7 µm 0,5 µm 0,2 µm
Bauteilgröße max. /
Scanvolumen
Ø = 550 mm
h = 1200 mm
Ø = 360 mm
h = 400 mm
Ø = 250 mm
h = 300 mm
Ø = 680 mm
h = 385 mm
Ø = 240 mm
h = 250 mm
Bauteilspektrum Großbauteile,
Aluminiumgussbauteile:
Zylinderköpfe,
Getriebegehäuse
Mixmaterial,
Akkuschrauber,
Bohrmaschinen,
Leistungsmodule
Kunststoffbauteile,
Faserverbundwerkstoffe,
Steckverbindungen
Leiterplatten,
Leistungsmodule,
Anschlüsse oder
integrierte Schaltungen
Kleinbauteile,
Sensoren,
Chips,
Elektroniken

Einsatzgebiete der 3D-Computertomographie

Zerstörungsfreie 3D-Prüfung
für verschiedene Anwendungsbereiche

MEHRWERT BEI QUALITY ANALYSIS

Schnelligkeit

Auch kurzfristig erhalten Sie bei uns präzise Messergebnisse. Wir verfügen sowohl über die nötigen personellen Kapazitäten als auch über einen großen Maschinenpark mit hervorragenden CT-Anlagen.

Qualität

Wir liefern hochpräzise Messung von Werkstücken, Erstmustern und Serienbauteilen in beliebiger Größe und Anzahl. Dazu verfügen wir über akkreditierte, konstant klimatisierte Messräume mit über 1.000 m².

Maschinenpark

Unsere Computertomographen bekannter Markenhersteller wie Zeiss decken Leistungsspektren bis 450 kV ab. Auch unsere Software zur Auswertung erfüllt höchste Ansprüche.

AKKREDITIERUNG

Die Akkreditierung unserer Prüfmethoden und Messräume bedeuten für Sie Sicherheit, Zuverlässigkeit und Objektivität bei der Erledigung Ihres Auftrags durch unsere Experten.

Mit viel Erfahrung, exzellenter Ausstattung und fundiertem Fachwissen holen unsere Experten das Beste aus jeder Analysemethode heraus, damit Sie sich auf exzellente Messergebnisse verlassen können.

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Wie funktioniert die 3D-Computertomographie?

Vom Röntgenbild zum 3D-Modell

Die industrielle Computertomographie liefert dreidimensionale Bilder, die die inneren Strukturen eines gescannten Bauteils sichtbar machen. Für die Erzeugung eines 3D-Modells werden zunächst eine Reihe zweidimensionaler Röntgenbilder aus unterschiedlichen Winkeln erstellt, aus denen anschließend virtuelle Schnitte des Bauteils berechnet werden. Diese werden wiederum zu einem virtuellen 3D-Volumen rekonstruiert. Die erzeugten Daten werden dann mittels einer Spezialsoftware aufbereitet, was zahlreiche Anwendungen ermöglicht, wie z.B. Beurteilung der Maßhaltigkeit, Analyse von Defekten und Fehlstellen oder die Rückführung in ein CAD-Modell. Bei uns erfolgt die Auswertung erfolgt mittels VGStudio MAX und ZEISS Inspect Professional.

Was sind die wichtigsten CT-Scanverfahren?

Es gibt zwei grundlegende CT-Verfahren, nämlich das Kegelstrahlverfahren und das Fächerstrahlverfahren. Wir verfügen über einen umfangreichen Maschinenpark im Bereich der 3D-Computertomographie für alle Leistungsklassen bis 450 kV und bieten beide Scanverfahren an. Diese setzen wir zur Untersuchung von Bauteilen geringster Größe ebenso ein wie für große Prüfstücke mit bis zu 550 mm Durchmesser und 1.200 mm Höhe.

Kegelstrahlverfahren

Beim Kegelstrahlverfahren wird der kegelförmige Röntgenstrahl nach dem Durchdringen des Bauteils von einen digitalen Flachdetektor erfasst. Das schnelle Kegelstrahlverfahren ermöglicht kürzere Messzeiten und eignet sich besonders bei kleineren Bauteilen zur dreidimensionalen Visualisierung innerer Strukturen und zur Detektion von Fehlerstellen.

Technische Ausstattung:

  • ZEISS Metrotom 800 (225 kV, 3D-CT)
  • GE v | tome | x M (300 kV, 3D-CT)
  • GE microme | x (180 kV, 2D-Röntgen)
  • GE nanotom m (180 kV, 3D-CT)

Fächerstrahlverfahren

Beim Fächerstrahlverfahren wird der fächerförmige Röntgenstrahl nach dem Durchdringen des Bauteils von einem Zeilendetektor erfasst. Dabei entstehen einzelne Querschnittsschichten, die durch das vertikale Stitching oder das Stapeln der Schichten ein 3D-Volumen ergeben. Das Fächerstrahlverfahren eignet sich besonders für große und dickwandige Bauteile wie Zylinderblöcke, für die Fehlerprüfung und zum dimensionellen Messen.

Technische Ausstattung:

  • Varian ACTIS 800 (450 kV, 3D-CT)

Fortschrittliche CT-Technologien:
Nano-CT, Mikro-CT und Makro-CT im Detail

Die industrielle Computertomographie (ICT) ist ein bildgebendes Verfahren, das auf der Nutzung von Röntgenstrahlen basiert, um detaillierte dreidimensionale Bilder von Bauteilen zu erstellen. Diese Technik ermöglicht es, das Innere eines Objekts zu untersuchen, ohne es zu beschädigen oder zu zerstören.

Funktionsweise der Industriellen Computertomographie

Im Wesentlichen funktioniert die Industrielle Computertomographie durch den Einsatz von Röntgenstrahlen, die durch das zu untersuchende Objekt geleitet werden. Verschiedene Materialien innerhalb des Objekts absorbieren dabei die Strahlen unterschiedlich stark, was zu Intensitätsunterschieden in den durchgehenden Strahlen führt. Diese Strahlen werden von Detektoren auf der gegenüberliegenden Seite des Objekts erfasst, die die Intensität der Strahlen messen und in digitale Signale umwandeln. Während der Untersuchung wird das Objekt außerdem gedreht, sodass Röntgenaufnahmen aus verschiedenen Winkeln gemacht werden können. Diese Vielzahl von zweidimensionalen Röntgenbildern bildet die Grundlage für die spätere dreidimensionale Rekonstruktion.

Von 2D zu 3D durch den Einsatz modernster Software

Mithilfe spezieller Software werden die 2D-Bilder dann zu einem dreidimensionalen Volumenbild zusammengesetzt. Dies erfolgt durch komplexe mathematische Algorithmen, die die Intensitätsunterschiede der Röntgenbilder auswerten und die interne Struktur des Objekts rekonstruieren. Das resultierende 3D-Modell ermöglicht eine detaillierte Untersuchung der inneren und äußeren Strukturen des Objekts, wobei genaue Messungen vorgenommen, Defekte identifiziert und Materialeigenschaften analysiert werden können.

Höchste Auflösung für Präzisionsanalysen im Nanometerbereich durch Nano-CT

Um Hilfe unserer Nano-CT-Systeme können die höchsten Auflösungen generiert werden. Hier werden spezielle Röntgenquellen mit hochauflösenden Detektoren genutzt, um feinste Details sichtbar zu machen. Durch die hohe geometrische Vergrößerung können dadurch Mikrostrukturen und Materialdefekte äußerst präzise analysiert werden. Die Industrielle Nano-CT eignet sich dementsprechend besonders für die Untersuchung kleiner Proben wie elektronischer Bauteile, biologischer Proben oder nanostrukturierter Materialien. Die resultierenden 3D-Bilder ermöglichen eine detaillierte Charakterisierung, die zudem in der Forschung und Entwicklung von großem Nutzen ist.

Detailreiche Untersuchungen für beliebig geformte Objekte bis zu 20 cm

Industrielle Mikro-Computertomographie (Mikro-CT) zeichnet sich durch eine ausgewogene Kombination aus hoher räumlicher Auflösung und Flexibilität hinsichtlich der Größe des Untersuchungsgegenstands. Sowohl sehr kleine Bauteile als auch große Objekte lassen sich dadurch untersuchen. Die erzeugten hochauflösenden 3D-Bilder liefern präzise Informationen über interne Strukturen und mögliche Defekte, was für die Qualitätskontrolle und Forschung entscheidend ist.

Bei der Mikro-CT wird das Prüfobjekt auf einem Rotationstisch zwischen der Röntgenröhre und dem Detektor positioniert. Der Tisch dreht sich um 360°, wobei in 800 bis 1600 Winkelschritten Aufnahmen generiert werden. Diese verschiedenen Projektionen ermöglichen eine komplette Digitalisierung der Probe aus unterschiedlichen Blickwinkeln.

Makro-CT: Effiziente Analyse komplexer Strukturen im Millimeterbereich

Industrielle Makro-CT-Systeme nutzen Röntgenquellen mit Makrofokus, die Detailerkennbarkeiten im Mikrometerbereich erreichen und ermöglichen eine umfassende Analyse großer und komplexer Strukturen, die im Meterbereich liegen. Die resultierenden 3D-Modelle ermöglichen eine gründliche Untersuchung der inneren und äußeren Strukturen, was besonders in der Industrie für die Inspektion und Qualitätssicherung von großvolumigen Bauteilen wichtig ist.

DAkkS Akkreditierung nach DIN EN ISO/IEC 17025

Akkreditiertes Prüflabor
für 3D-Computertomographie

Unsere Messverfahren an Bauteilen aus nichtmetallischen und metallischen Werkstoffen, Kunststoffen, Verbundwerkstoffen und organischen Werkstoffen sind durch die Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH (DAkkS) nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiert. Darüber hinaus wurden auch all unsere weiteren Fachbereiche akkreditiert.

Lesen Sie hier mehr darüber, welche Vorteile Ihnen unsere Akkreditierung bietet: 

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Häufig gestellte Fragen zur 3D-Computertomographie

Welche Defekte können mithilfe der 3D-Computertomographie gefunden werden?

Die 3D-Computertomographie (3D CT) eignet sich hervorragend zum Aufspüren von Defekten an Bauteilen, die von außen nicht sichtbar sind, wie etwa Lunkern, Poren oder Einschlüssen, doch auch Risse oder Rückstände wie Metallpulver lassen sich zuverlässig aufspüren. Deswegen kommt die 3D CT auch häufig bei der Prüfung von Gussteilen zum Einsatz.

Wie wird die 3D-Computertomographie in der Industrie eingesetzt?

Als Teil der industriellen Computertomographie versetzt uns die 3D-CT in die Lage, nicht nur exakte Messungen (z. B. der Wanddicke) am Prüfobjekt selbst durchzuführen, sondern sie erlaubt auch, die Ergebnisse der 3D-Vermessung direkt mit den CAD-Daten abzugleichen (Erstellung von Soll-Ist-Vergleichen).

Was sind die Vorteile der 3D-Computertomographie?

Durch die Erstellung eines dreidimensionalen Modells können, anders als etwa in der optischen Messtechnik, die inneren Strukturen des Bauteils ganzheitlich und übersichtlich erfasst werden. Defekte, Lunker, Einschlüsse, Poren u. v. m. werden so nicht nur leichter aufgespürt, sondern können auch überaus präzise lokalisiert werden.

Ferner können am 3D-Modell Messungen, die am echten Bauteil sehr aufwändig wären, unkompliziert durchgeführt werden. Das betrifft z. B. die Wandstärkenanalyse oder die Messung von Innenvolumina.

Was sind die speziellen Einsatzgebiete von Industrieller Nano-CT, Mikro-CT und Makro-CT?

Je nach Einsatzgebiet, erforderlicher Detailgenauigkeit und Objektgröße eignet sich die Industrielle Nano-CT, Mikro-CT oder Makro-CT am besten. Diese spezialisierten CT-Technologien gewährleisten maßgeschneiderte Lösungen für verschiedene Anforderungen und ermöglichen detaillierte und zuverlässige Ergebnisse, unabhängig von der Größe oder Komplexität des Objekts.

Die Makro-CT ist ideal für die Untersuchung großer Objekte und Komponenten aus der Automobilindustrie, wie Motorblöcke und Zylinderköpfe sowie große Keramikbauteile oder Metallteile aus Leichtmetall wie Aluminium. Mikro-CT hingegen eignet sich für mittlere Objektgrößen und wird in Bereichen wie Elektronik (flache Baugruppen), Maschinenbau (Druckgussteile), Keramikindustrie, Bio- und Medizintechnik sowie Archäologie und Kunst eingesetzt. Es bietet präzise Untersuchungen im Mikrometerbereich.

Wenn es darum geht, höchste Auflösungen für kleinste Strukturen zu erzielen, ist zweifelsohne die Industrielle Nano-Computertomographie das Verfahren der Wahl. Die Nano-CT eignet sich etwa dazu, bei Lithium-Ionen-Batterien Alterungseffekte auf der Kornebene der Kathode zu überprüfen. In der Elektronik- und Halbleiterindustrie führen wir außerdem Struktur- und Schadensanalysen durch, analysieren Leiterplatten und charakterisieren Schäden bis in den Sub-Mikrometerbereich. Auch in der additiven Fertigung kommt die Nano-CT zum Einsatz und ermöglicht detaillierte Analysen von Partikeln im Pulverbett und mikrostrukturelle Untersuchungen von AM-Teilen.

Welche Möglichkeiten bietet die Industrielle Computertomographie im Bereich Reverse Engineering?

Die industrielle Computertomographie bietet im Bereich Reverse Engineering vielfältige Möglichkeiten. Durch die hochpräzise dreidimensionale Bildgebung können bestehende Bauteile detailliert analysiert und digitale Modelle erstellt werden. Diese sogenannten Flächenrückführungen ermöglichen es, genaue digitale Replikate von physischen Objekten zu erzeugen. Diese Modelle dienen als Grundlage für die Weiterentwicklung, Optimierung oder Reproduktion von Bauteilen, was den Entwicklungsprozess erheblich beschleunigt und verbessert.

QUALITY ANALYSIS

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