Industrielle Computertomographie (ict)

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1 Industrielle Computertomographie (ict) Wie moderne Prüf- und Messtechnik die 3D-Printing-Welt beeinflussen kann Professional 3D-Printing Forum Prodex/Swisstech

2 Wir sind ein unabhängiges, akkreditiertes Prüfzentrum, tätig in: Werkstoffprüfung (ZfP/MTP) Computertomographie Schaden- und Werkstoffanalytik Messtechnik und Kalibration Schweissengineering Abnahme und Inspektionen Ausbildung Qualitech AG

3 Qualitech AG Birr Winterthur Altenrhein Brügg Mägenwil Hauptsitz Qualitech AG Almuesenacherstrasse Mägenwil

4 Die Röntgen-Computertomographie als Weiterentwicklung der konventionellen Projektionsradiographie Ursprung der Computertomographie Strahlenkegel Schattenwurf innerer Strukturunterschied Strahlenquelle Objekt

5 Kegelstrahl-CT 2D-Durchleuchtungsaufnahmen über Rekonstruiertes rekonstruiertes 3D-Volumen Strahlenquelle 4. Voxel 1. Schicht 2. Schicht 3. Schicht Rekonstruktion rekonstruierte Schichten

6 1. 2D-Durchleuchtungsaufnahmen über Fächerstrahl-CT rekonstruiertes 3D-Volumen 6. Voxel 1. Schicht 2. Schicht 3. Schicht 0 2. Sinogram = 1 x 360 rotation Strahlenquelle n-fache Wiederholung 5. um mehrere Schichtbilder zu erhalten Strahlenquelle 4. nächste Schicht 3. Rekonstruktion einer Schicht

7 Vor- und Nachteile der verschiedenen Methoden 1. Fächerstrahl-CT 2. Kegelstrahl-CT Vorteile: Kaum Artefakte vom Strahlenkegel, geringe Streustrahlung Keine geometrische Verzerrung in Z-Achse Nachteile: Lange Scanzeit Geringere Auflösung in Z-Achse Vorteile: Schnelle Scanzeit, Volumenscan mit einer Rotation Sehr gute Bildqualität bei niedrigen kv Nachteile: Hohe Streustrahlung, besonders bei hoher Energie Bildgebende (geometrische) Verzerrung

8 Auflösevermögen eines CT-Systems Das Auflösevermögen ist von mehreren Faktoren abhängig u.a.: Ø Brennfleckgrösse der Röntgenröhre d opt. Ø Bauteilgrösse und geometrische Vergrösserung FDD/FOD Ø Detektor: Pixel Pitch / Szintillator geom. Unschärfe U g Ø Material d opt. FOD Objekt FDD Detektor

9 verfügt seit März 2016 über einen der grössten und modernsten industriellen Computertomographen der Schweiz. Die Grösse und umfangreiche Ausstattung ermöglicht es uns flexibel auf Ihre Wünsche eingehen zu können.

10 Aufbau des Computertomographen 16 Zoll Flachdetektor 225 kv Mikrofokusröhre Zeilendetektor Bi-Pol 600kV Minifokusröhre Drehteller

11 Technische Daten des Computertomographen Scanfeldhöhe: Kegelstrahl-CT Fächerstrahl-CT 225 kv Mikrofokus 600 kv Minifokus 600 kv Minifokus ca mm ca mm ca mm Scanfelddurchmesser: ca. 610 mm ca. 650 mm ca. 880 mm Auflösung: ca. 15 mm ca. 175 mm ca. 190 mm Bauteilgewicht: ca. 350 kg ca. 350 kg ca. 350 kg

12 Möglichkeiten der industriellen Computertomographie Zerstörungsfreie Materialprüfung [YXLON] [YXLON]

13 Möglichkeiten der industriellen Computertomographie Strukturanalysen [YXLON]

14 Möglichkeiten der industriellen Computertomographie Metrologie [YXLON]

15 Metrologie Reverse Engineering

16 Reverse Engineering am Beispiel Zylinderkopf Problemstellung: Defekter Alfa Romeo Zylinderkopf von 1937 ohne technische Zeichnungen Projekt zwischen Christenguss AG und Qualitech AG Ablauf: ict Metrologie STL-File 3D-Druck der Form Al-Guss ict ZfP

17 ict des Zylinderkopfes

18 Vergleich Fächerstrahl-CT vs. Kegelstrahl-CT Fächerstrahl-CT Kegelstrahl-CT

19 Überführung in ein STL-File

20 Überführung der Daten in ein STL-File Herausforderungen: - Software erkennt keine Geometrien, d.h. es werden über die gesamte Oberfläche Dreiecke projiziert -> grosse Datenmenge. - Bereiche mit geringen Kontrast werden nicht als Grenzfläche erkannt, d.h. Oberfläche möglicherweise nicht abgeschlossen. - Grosse Geometriesprünge und unterschiedliche Materialien können zu Fehlern im Datensatz führen. Nacharbeitung des STL-Files notwendig Der Aufwand variiert abhängig von u.a. Material, Bauteilgrösse, Geometrie.

21 Formenbau bei Christenguss AG Bauraum des 3D-Druckers: 1800 mm x 1000 mm x 700 mm

22 Al-Guss bei Christenguss AG

23 Beispiele der Werkstoffprüfung mittel ict

24 Möglichkeiten und Grenzen der ict Vorteile der industrielle Computertomographie gegenüber konventioneller Prüf- und Messtechniken: Ø Erstellung von CAD-Files oder techn. Zeichnungen von komplexen Bauteile mit reduziertem Aufwand möglich. Ø Geometrisch komplexe Bauteile können geprüft werden. Ø Bemassung von inneren Strukturen oder Unregelmässigkeit und deren exakte Positionsbestimmung möglich. Ø Unregelmässigkeiten korrekt bewertbar (z.b. Projektionsaufnahme kann zu Fehleinschätzung führen). Grenzen der industrielle Computertomographie: Ø Bauteilabmessungen begrenzt. Ø Nicht vor Ort durchführbar.

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!