Durchleuchtet: Einblicke mit dem Computertomografen

Artikel vom 18. Dezember 2013 

Computertomografie bei Festo in der Entwicklung im Einsatz

Lebkuchen auf dem Teller, Lichterglanz in allen Gärten und es duftet nach Plätzchen und Tannenzweigen: In sechs Tagen ist Weihnachten. Wer würde da nicht gerne schon vorher in die verpackten Geschenke linsen, wenn die Neugier allzu groß wird? Ein Computertomograf wäre dafür ideal – er durchleuchtet Gegenstände zerstörungsfrei mit Hilfe von Röntgenstrahlung und zeigt auch die in ihrem Inneren versteckten Geheimnisse.

„Weihnachtsgeschenke haben wir damit noch nie durchleuchtet, machbar wäre es aber auf jeden Fall“, schmunzelt Katharina Steinlein, Leiterin Analysis Diagnostics bei Festo. Sie ist unter anderem für den Computertomografen verantwortlich, der in der Entwicklung des Herstellers von Automatisierungstechnik für Qualitätsprüfung, Defektanalyse oder die Optimierung von Spritzgusswerkzeugen eingesetzt wird.

Geheimnisse werden enthüllt – hier das Röntgenbild eines Schokoladeneis mit Spielzeug
Geheimnisse werden enthüllt – hier das Röntgenbild eines Schokoladeneis mit Spielzeug

Zerstörungsfreies Durchleuchten

Das sieben Tonnen schwere Gerät nutzt dafür Röntgenstrahlung, die das Bauteil durchleuchtet. Während der Aufnahme dreht sich das Werkstück langsam vor der Röntgenquelle, sodass viele Einzelaufnahmen aus verschiedenen Perspektiven entstehen. Daraus errechnet eine Software ein 3-D-Volumen.

Damit ein brauchbares Abbild entsteht darf die kumulierte Wandstärke der Teile je nach Material maximal 10 (Stahl) bis 400 mm (Kunststoffe) betragen. „Wenn das Material dicker ist, lässt es sich nicht mehr ausreichend durchstrahlen und die Rekonstruktion wird zu ungenau“, erklärt Katharina Steinlein.

Ein weiterer Faktor, den es zu beachten gilt, ist die Größe der Teile: Mit dem Computertomografen bei Festo können Gegenstände mit Abmessungen von bis zu 300 mm Höhe und 300 mm Durchmesser durchleuchtet werden. „Größer dürften also auch die Weihnachtsgeschenke nicht sein“, sagt Katharina Steinlein.

Unterstützung von Entwicklung und Produktion

Eingesetzt wird der Computertomograf bei Festo für die Unterstützung der Produktentwicklung, aber auch der Produktion. Die Aufnahmen sind zum Beispiel bei der Qualitätsprüfung von Druckguss-Teilen hilfreich – Mängel wie Poren oder Hohlräume in ihrem Inneren lassen sich damit leicht erkennen. Beim Kunststoff-Spritzguss unterstützt die Computertomografie die Optimierung der Werkzeuge. So kann bei neuen Bauteilen ein schneller und unkomplizierter Soll-Ist-Vergleich der Spritzguss-Teile mit dem CAD-Modell durchgeführt werden, um zu erkennen, ob das Werkzeug nachgearbeitet werden muss. Später im Produktionsprozess lässt sich durch einen Ist-Ist-Vergleich von am Anfang und später in der Serie gefertigten Teilen erkennen, ob die Spritzform sich an einigen Stellen abgenutzt hat.

Die Erstellung eines kompletten 3-D-Modells dauert inklusive der Kalibrierung des Geräts und der Verarbeitung der Bilddaten etwa zwei Stunden. Wer also heimlich einen Blick hinter die Verpackung seiner Weihnachtsgeschenke werfen will, muss ein wenig Geduld mitbringen.