CT scan of components - a non-destructive and precise method for fault analysis

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Die Herstellungsverfahren für neue Bauteile in der Industrie müssen immer schneller und trotzdem präziser werden. Damit wächst der Druck auf die Hersteller. Doch trotz Zeitdruck und immer komplexerer Bauteile dürfen die Qualitätssicherung und Funktionskontrolle während der Produktion nicht vernachlässigt werden. Dabei war vorrangig die Messung und Kontrolle der innen liegenden Strukturen lange Zeit ein Problem. Eine präzise Vermessung war oftmals nur durch die Zerstörung der einzelnen Produkte oder Bauteile möglich.

Erst mit der industriellen Computertomographie (CT) und dem CT-Scan von Bauteilen änderte sich das. Entdecken Sie hier unsere CT-Scan-Pakete.

Was verbirgt sich hinter einem CT-Scan von Bauteilen? Hierbei handelt es sich um ein berührungsloses Scanverfahren mit Röntgenstrahlen. Eine spezielle Software errechnet aus den erzeugten Bildern die Umrisse des Bauteils und erstellt daraus einen 3D-Datensatz. In diesem werden Veränderungen der Oberfläche, Lufteinschlüsse, kleine Risse und vieles mehr sichtbar. 

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Warum ist der CT-Scan von Bauteilen heute so wichtig?

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Die verarbeitende Industrie sieht sich heute mit immer kürzeren Produktlebenszyklen und einer wachsenden Produktvielfalt konfrontiert. Daher müssen Produktentwicklungs- und Produktionsprozesse immer kosten- und zeiteffizienter werden. Außerdem können dank verbesserter Maschinen und neuer Produktionsmethoden auch immer komplexere Bauteile erzeugt werden. 

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In diesem Zusammenhang hat vor allem die Entwicklung der additiven Fertigung (3D Druck) und die Herstellung von Bauteilen mit Hohlräumen die Entwicklung der industriellen Computertomographie deutlich vorangetrieben. Diese können mit herkömmlichen Methoden nicht ohne Weiteres produziert und mit taktilen oder optischen Koordinatenmessgeräten nicht gemessen werden.

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Doch genau hier liegt das Problem. Denn einerseits erlauben fortschrittliche Werkstoffe, wie faserverstärkte Kunststoffe, und neue Herstellungsverfahren die Entwicklung innovativer Produkte. Andererseits bedarf es hierzu aber anderer Mess- und Prüfverfahren zur Qualitätssicherung. 

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Wozu wird der CT-Scan bei Bauteilen eingesetzt?

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Nur mit zeitsparenden Messtechniken können die Herstellungskosten auf ein Minimum reduziert werden. Genau hier kommt die industrielle Computertomographie (CT) und der CT-Scan von Bauteilen ins Spiel. Mit dem CT-Scan können Bauteile und deren Innenleben zerstörungsfrei visualisiert werden. Damit wird eine schnelle und einfache Fehleranalyse möglich. Denn die einzelnen Werkstücke können so auf

• Risse, 
• Hohlräume, 
• Poren/Blasen,
• eine zu hohe/ zu niedrige Porendichte und 
• Einschlüsse untersucht werden. 

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Gerade in der Gießerei oder Spritzgussindustrie werden CT-Scans von Bauteilen zur Qualitätssicherung mittlerweile bevorzugt eingesetzt. 

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Doch nicht nur zur Fehleranalyse werden die Scans eingesetzt. Damit lassen sich auch die Materialeigenschaften eines Produktes untersuchen. Typischerweise werden hier die Faserausrichtung, sowie die Faserdichte oder auch die Porengröße und Porendichte analysiert. 

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In beiden Fällen, bei der Fehleranalyse und der Überprüfung der Materialeigenschaften, werden die Ergebnisse zur Optimierung des Herstellungsprozesses und der Fehlerreduktion herangezogen.

In Verbindung mit einer geeigneten Software entstehen aus den gescannten Bauteilen zugleich virtuelle 3D Modelle. Dabei liefert der CT-Scan anstatt einer einfachen CAD-Datei ein detailgetreues Abbild des Werkstücks. 

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Die Vorteile eines CT-Scans bei Bauteilen zusammengefasst: 

• Mit dem Scan können Defekte im Inneren eines Werkstücks erkannt, analysiert und korrigiert werden. 

• Die Vermessung der Werkstücke ist dank CT-Scan zerstörungsfrei möglich. 
• Die Bauteilvermessung mit dem Computertomografen ist oftmals schneller und effizienter als mit herkömmlichen Messverfahren.

• Durch die Digitalisierung können die Bauteile auch ohne CAD-Modell reproduziert werden.
• Mit der erzeugten 3D-Punktewolke des Bauteils entsteht ein digitaler Zwilling der auch eine digitale Archivierung und spätere Nachvermessungen ermöglicht.
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Die Nachteile von CT-Scans

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Trotz der zahlreichen Vorteile gibt es auch beim industriellen CT-Scannen von Bauteilen Nachteile. Am häufigsten werden in diesem Zusammenhang die enormen Kosten für die Anschaffung eines Computertomografen genannt. Da diese Technologie zudem fortschrittlicher ist als bei einem optischen oder taktilen Scanner, können die Kosten sogar um ein Vielfaches höher sein als bei anderen 3D-Scannern. Aus diesem Grund entscheiden sich viele Firmen mit der Beauftragung eines externen Dienstleisters, wie beispielsweise von Q-Tech, für ihre CT-Scans.

Außerdem besitzen viele Firmen keine geeigneten Räumlichkeiten, um einen industriellen CT-Scanner gefahrlos zu betreiben. Denn die Scanner dürfen wegen der entstehenden Röntgenstrahlen nur in einer strahlenundurchlässigen Kammer betrieben werden.

Was das Material betrifft, so brauchen Röntgenstrahlen entweder um ein Vielfaches länger, um Materialien mit höherer Dichte zu durchdringen oder die Leistung der vorhandenen Röntgenquelle des CT-Scanners ist nicht ausreichend, um das Material überhaupt zu durchdringen. Damit kann ein CT-Scan eines Bauteils mitunter mehrere Stunden dauern oder erst gar nicht möglich sein bzw. nur eine unzureichende Qualität der Bauteilaufnahmen liefern.

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Industrielle Computertomographie Funktionsweise

Es gibt eine große Auswahl an industriellen Scannern in verschiedenen Ausführungen und Größen, die für unterschiedliche Anwendungsbereiche geeignet sind.

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Wozu wird der CT-Scan bei Bauteilen zur Defektanalyse eingesetzt?

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Durch die Lokalisierung von Defekten wie Poren, Hohlräumen und Einschlüssen kann der CT-Scan zur Werkzeugoptimierung, Produktionskontrolle, Defektanalyse und Qualitätssicherung herangezogen werden.

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CT-Scan und Reverse Engineering

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Durch einen CT-Scan von bestehenden Bauteilen können technische Zeichnungen erstellt oder fehlende CAD-Datensätze erzeugt werden – wichtig für Reverse Engineering und die Digitalisierung nicht mehr verfügbarer Ersatzteile.

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In der Regel werden industrielle CT-Scans von externen Dienstleistern wie Q-Tech angeboten. Vereinbaren Sie jetzt einen Online-Termin oder nutzen Sie unseren kostenlosen Erst-Scan.