Analysen

Die vielfältigen Analysemöglichkeiten, die sich speziell aus der industriellen Computertomografie ergeben, lassen sich in allen Bereichen ihres Qualitätszyklus einbinden z.B. unterstützend bei der Entwicklung, produktionsbegleitend für vorbeugende Maßnahmen oder zur Qualitätskontrolle.

Zerstörungsfreie Fehlersuche
Subvoxelgenaue Oberflächenbestimmung an Einzelkomponenten oder Mixmaterialien
Oberflächenextraktion und Ausgabe als STL-Datei
Komplettmessung
Soll-Ist-Vergleich
Wandstärkenanalyse
Defektanalyse (Lunker, Porosität und Einschlüsse)
Porositätsanalyse nach Normvorgabe (VW50093 oder P202)
Faserorientierung

Zerstörungsfreie Fehlersuche

Die mit der industriellen Computertomografie erzeugten Grauwertvoxel-Volumen können mit Hilfe spezieller Viewer-Programme in Schnittansichten orthogonal durch das Bauteil betrachtet werden. Somit hat man die Möglichkeit im Inneren des Bauteils nach Fehlern wie z.B. Lunker, Vakuolen, Einschlüsse oder Risse zu suchen.

Bei Zusammenbauteilen bietet es die Möglichkeit zu prüfen, ob ein Inlett richtig positioniert ist oder wo funktionsuntüchtige Geräte einen Defekt haben. All dies ohne das Bauteil zu demontieren oder zu zerstören.

Zusätzlich bieten einige Viewer die Möglichkeit eine 3D Ansicht zu rendern und verschiedene Klipping- Funktionen.

Ansicht einer Bedienoberfläche eines Viewers mit orthogonalen Schnittansichten und einer 3D Ansicht

Subvoxelgenaue Oberflächenbestimmung an Einzelkomponenten oder Mixmaterialien

Dabei wird an der Grauwertvolumendatei einer Computertomografie die Oberfläche bestimmt. Somit ist die Datei für weitere Analysen vorbereitet.

Zuerst wird der Schwellwert zwischen den Material und Luftgrauwert gesucht.

Mit diesem Schwellwert wird in der Mitte des Grauwertüberganges schon eine Oberfläche gefunden. Diese wird als Startoberfläche verwendet, vektoriell und iterativ nach der exakten Mitte der Gradienten gesucht. Dort wird ein Stützpunkt gesetzt. Die Oberfläche wird interpolierend zwischen den Punkten generiert.

Die weiße Linie ist die gefundene Oberfläche in einer Schnittdarstellung

Dieses Histogramm zeigt entlang der Messlinie wie exakt die Oberfläche im Gradeinten gefunden wurde

Oberflächenextraktion und Ausgabe als STL-Datei

Das erstellen einer STL Datei ist ein beschreiben einer digitalisierten Oberfläche mit Punkten und Dreiecksflächen. Diese finden häufig Anwendung in den Bereichen Rapid Prototyping, 3D Druck und Reverse Engineering. Es können darauf auch Messungen und Soll-Ist-Vergleiche durchgeführt werden

Von der ISO Oberfläche des CT Volumen zum STL

Auf der erstellten ISO Oberfläche werden nun eine Menge an Punkten erstellt mit einer definierten Position im Raum

Diese Punkte werden über Dreiecke mit einander verbunden

Jedes Dreieck erhält eine Fläche mit Orientierung (Standard Triangulation Language)

Komplettmessung

Die Messung von digitalisierten Bauteilen bietet viele Vorteile. Es können auch schwer zugängliche Geometrien erfasst werden und die Anzahl der Messpunkte spielt für die Durchlaufzeit nur eine untergeordnete Rolle. Beim Programmieren muss keine Tasterbewegung mit berücksichtigt werden. Die Messpunkte und die Messstrategie kann jederzeit nachvollzogen und visualisiert werden.
Die Messungen können vollständig nach allen Ansprüchen der industriellen Messtechnik durchgeführt werden.

Industrielle Messtechnik — 3D-Ansicht mit Messwerten und Darstellung der Messpunkte

Prüf-Ergebnisse

Ausgabe der Messwerte nach Norm oder Kundenvorgabe

Tabellarische Ausgabe der Messwerte zur Erstellung von Statistiken

Soll-Ist-Vergleich

Hierbei wird das konstruierte IST-CAD-Modell und das digitalisierte Bauteil entweder bestmöglich, zeichnungsgerecht oder nach Kundenvorgabe übereinander gelegt. Durch die Analyse werden nun die Abweichungen (Über- und Untermaße) zum Soll-Modell dreidimensional bewertet und mittels Falschfarbenverlauf auf der gesamten Oberfläche dargestellt. Diese Art der Analyse zählt heute schon zu den gängigen Methoden der industriellen Messtechnik.

Übereinander fitten von CAD- und Scan-Datei

Soll-Ist-Vergleich mit Farbverlauf und Analysemarker

Wandstärkenanalyse

Bei der Wandstärkenanalyse gibt es die Stahl- oder Kugelmethode, die je nach Anwendungsfall entsprechende Vorteile bieten. Jede Methode kann sowohl den Abstand der gegenüberliegenden Flächen des Materials als auch die der Luft berechnen. Diese Art der Analyse zählt heute schon zu den gängigen Methoden der industriellen Messtechnik.

Stahlmethode

3D Ansicht mit Analysemarker

Schnittansicht

Kugelmethode

3D Ansicht mit Analysemarker

Schnittansicht

Defektanalyse (Lunker, Porosität und Einschlüsse)

Es werden im gesamten CT-Volumen anhand von Grauwertunterschiede Poren, Lunker oder Einschlüsse wiederholgenau lokalisiert. Defekte mit einem Ø größer als 2 x Auflösung können analysiert werden.

Die Visualisierung erfolgt durch eine volumenabhängige Einfärbung der Defektstellen und wird sowohl im 3D-Bild als auch im 2D-Schnittbild dargestellt.

Des weiteren werden alle detektierten Defektstellen statistisch bewertet und können z.B. als Volumen, Position, Abmessung, Oberfläche oder Häufigkeit tabellarisch oder als Histogramm ausgegeben werden.

! Voraussetzung für die Wiederholbarkeit sind gleiche Bauteilgeometrie, Aufspannung, Tomografie- und Analyseparametern !

Porositätsanalyse nach Normvorgabe

Bsp. VW50093 oder P202

Hier werden definierte Schnittebenen in bestimmten Bereichen des CT-Volumen erstellt und dann nach Normvorgaben analysiert und ausgewertet.

Es werden folgende Parameter ermittelt: Porenanteil (Prozentual auf eine definierte Bezugsfläche), größter Porendurchmesser, Abstände der benachbarten Poren, Anzahl der Poren, Porennester.