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News-Archiv: Einblick durch Durchblick – Computertomographie bei der SGS IF

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Einblick durch Durchblick – Computertomographie bei der SGS IF

Dortmund, 24. Juli 2006


In den letzten Wochen wurde bei der SGS Institut Fresenius GmbH in Dortmund ein neuer Computertomograph installiert und erprobt. Mit Hilfe des 5 Tonnen schweren Gerätes können nun unterschiedlichste Bauteile hochauflösend zerstörungsfrei untersucht werden, um Einblicke in deren inneren Aufbau zu gewinnen. Hierbei reicht das Spektrum der Prüfobjekte vom Mikrochip bis zum Dieselrussfilter. Die Anlage wird die Möglichkeiten zur Fehler- und Schadensanalyse von CTS Automotive noch einmal deutlich erweitern.


Das Verfahren der Computertomographie

Die Computertomographie (CT) hat sich seit ihrer Einführung in den 70er Jahren zu einem weitverbreiteten und leistungsfähigen Werkzeug in der medizinischen Diagnostik entwickelt.

Bei der Tomographie handelt es sich um eine spezielle Art der Röntgenuntersuchung, bei der eine größere Zahl von Röntgenbildern in unterschiedlichen Richtungen aufgenommen werden.

Seit jüngerer Zeit wird die Computertomographie nicht mehr nur in der Medizin, sondern auch als anerkanntes Messverfahren in der zerstörungsfreien Materialprüfung eingesetzt. So erlaubt es die Dortmunder Anlage Einblicke in eine Vielzahl von Prüfkörpern, unabhängig vom Material, der Geometrie oder der Oberflächenbeschaffenheit, zu gewinnen.

Ein Garant dafür, dass Sie den Durchblick bewahren!

Neben der Prüfung auf alle Arten von Fehlern (Risse, Poren, Lunker, Einschlüsse usw.) steht hierbei die Möglichkeit der dreidimensionalen Vermessung der äußeren und inneren Struktur des Bauteils im Vordergrund. Insbesondere durch die Möglichkeit der zerstörungsfreien Erfassung der inneren Geometrie hebt sich die Computertomographie gegenüber der traditionellen taktilen Koordinatenmesstechnik hervor, die zerstörungsfrei nur äußere Merkmale des Prüfkörpers erfassen kann.

Der technische Tomograph unterscheidet sich von den medizinischen Anlagen auf Grund der Notwendigkeit eines höheren Leistungsumfangs deutlich.

In der Materialprüfung werden insbesondere höhere Anforderungen an die räumliche Auflösung und die Messbarkeit unterschiedlichster Werkstoffe gestellt. Durch den Einsatz einer Mikrofokus-Röntgenquelle und eines speziellen Röntgendetektors in amorpher Siliziumtechnologie erreicht der neue Tomograph räumliche Auflösungen bis in den Mikrometerbereich und kann auf diese Weise insbesondere auch zur Untersuchung kleinster Bauteile aus dem Elektronikbereich genutzt werden.


Ablauf einer tomographischen Untersuchung

Der Prüfkörper wird zunächst auf einem Rotationstisch plaziert. Durch verschiedene Einspannvorrichtungen können Prüfkörper unterschiedlichster Größe und Geometrie gehaltert werden.

Im Rahmen der Messung wird die Probe auf dem Rotationstisch um 360° gedreht. Während dieser Drehbewegung werden ca. 1500 einzelne Röntgenaufnahmen in unterschiedlichen Orientierungen angefertigt und in ein Rechnercluster, bestehend aus vier miteinander vernetzten IBM-Multiprozessorservern, übertragen. Diese Computer rekonstruieren zeitgleich zur Messung das Volumenmodell des Prüfkörpers.

Auf diese Weise steht unmittelbar nach dem Ende des Messvorgangs ein 4 Gigabyte großer Volumendatensatz des Prüfkörpers zur weiteren Auswertung zur Verfügung.

Durch diesen Datensatz können räumliche Schnittbilder in beliebiger Orientierung in Echtzeit gelegt und eine Bewertung hinsichtlich etwaiger Fehlstellen vorgenommen werden.

In den einzelnen Schnitten oder auf der Grundlage des gesamten 3D-Volumen-
datensatzes können geometrische Vermessungen von Strecken, Winkeln, Kreisbögen, Oberflächen oder Teilvolumina vorgenommen werden.

Sofern ein CAD-Modell des Prüfkörpers vorliegt, kann ein automatischer
Soll-Ist-Vergleich („Reverse Engineering“) durchgeführt werden. Der räumliche Vergleich auf Abweichungen in der Geometrie erfolgt hierbei auf der Basis des Stereolithografie-Datenformates STL.

Das aus den CT-Daten generierte STL-Modell kann von Ihnen als Grundlage zur Reproduktion von Bauteilen („Rapid Prototyping“) oder als Eingangsgröße für eigene FEM/CFD-Rechnungen genutzt werden.

Die Dokumentation aller relevanten Bilddaten aus der CT-Untersuchung (z.B. Schnittbilder, 3D-Ansichten, 2D/3D-Animationen) erfolgt in den für Sie üblichen Bildformaten TIFF, JPEG bzw. MPEG, so dass eine Einbindung in Ihre eigene Präsentationen ohne Probleme möglich ist.


Das Spektrum untersuchbarer Bauteile

Über eine in weiten Bereichen veränderbare Vergrößerung und Auswahl einer geeigneten Röntgenenergie kann eine Vielzahl unterschiedlichster Komponenten zerstörungsfrei untersucht werden.


Beispiele für erfolgreich tomographierte Bauteile unserer Kunden sind:

  • Dieselrussfilter / Katalysatoren (Einbaufehler, Risse und Poren im Substrat, Inhomogenitäten in der Beschichtung, unvollständige DPF-Verblockungen)

  • Bestückte Elektronik-Leiterplatten (Lötqualität, BGA-Inspektion, Bonddrähte)

  • Crimp-Verbinder (Crimpqualität, Crimpgeometrie)

  • Steckverbinder (Geometrie, Lage der Kontaktzonen im gesteckten Zustand)

  • Vergossene Baugruppen (Risse, Poren, Enthaftungen im Verguss bzw. exakte Lage vergossener Bauelemente)

  • Keramiken (Risse, Poren)

  • Leichtmetall-Gussteile (Risse, Geometrie)

  • Kunststoffspritzguss (Risse, Poren(nester), Geometrie)

  • Mikrostrukturen (Aufbau, Klebe-/Fertigungsfehler, Bonddrähte)

  • CFK-Laminate (Delamination, sonstige Fertigungsfehler)



Branchenschwerpunkte liegen bislang in den Bereichen:
  • Automotive

  • Elektronik und Elektrotechnik

  • Mikrosystemtechnik

  • Medizintechnik

  • Leichtmetall-Gießereiwesen

  • Maschinenbau

  • Baustoffe und Bauwesen sowie

  • Schiffsbau


Das bildgebende Verfahren der Computertomographie bietet ein enormes Potential für weitreichende Anwendungen zum besseren Verständnis der Struktur und Wirkungsweise einer Vielzahl von Werkstoffen.

SGS Institut Fresenius steht Ihnen mit Rat und Tat bei allen weitergehenden Fragen diesbezüglich zur Verfügung.

Kontaktieren Sie uns dazu – wir helfen Ihnen mit Sicherheit weiter!

SGS INSTITUT FRESENIUS GmbH
Dr. Olaf Günnewig
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 13
D-44227 Dortmund
t +49 231 9742 - 7300
f +49 231 9742 - 7349
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