Dimensionelles Messen mit der Helix-Computertomographie

Prinzip der Helix-Computertomographie

Geometrievergleich zwischen: Referenzdaten und Standard-CT - Röntgentechnik

Geometrievergleich zwischen: Referenzdaten und Standard-CT

Geometrievergleich zwischen: Referenzdaten und Standard-CT - Röntgentechnik

Geometrievergleich zwischen: Referenzdaten und Helix-CT

Standard-CT-Verfahren für industrielle Anwendungen verwenden häufig eine kreisförmige Abtastkurve, wohlwissend dass mit dieser Aufnahmegeometrie nicht alle für eine artefaktfreie Rekonstruktion notwendigen Informationen über das zu untersuchende Objekt geliefert werden können.

Daher wurde am Fraunhofer IIS ein CT-Verfahren mit helixförmiger Abtastkurve für den industriellen Einsatz umgesetzt. Bei der Realisierung einer helixförmigen Datenaufnahme wird das Objekt von Projektion zu Projektion um die Rotationsachse gedreht und gleichzeitig in Richtung der Drehachse verschoben.

Mittels dieser Aufnahmegeometrie werden die Feldkamp-Artefakte, die bei den derzeit weitverbreiteten 3D-CT-Systemen entstehen, vermieden. Diese hütchenartigen Abbildungsfehler entstehen bei großen Öffnungswinkeln des kegelförmigen Röntgenstrahls vor allem in Bereichen ober- und unterhalb des Mittelpunktstrahls der Röntgenröhre.

 

Ergebnisse

Die artefaktfreie Rekonstruktion des geprüften Aluminiumkörpers mit der Helix-CT (Bild 5) ist zurückzuführen auf deren zukunftsweisende Aufnahmegeometrie. Die Rekonstruktion desselben Testkörpers mit der Standard-CT (Bild 4) enthält Bildartefakte, erkennbar innerhalb der roten Markierungen.

Fotografie des Aluminiumtestkörpers mit zwei Bohrungen - Röntgentechnik

Fotografie des Aluminiumtestkörpers mit zwei Bohrungen (nominaler Durchmesser 15 mm und 20 mm)

Vertikaler Schnitt durch eine Rekonstruktion mit der Standard-CT - Röntgentechnik

Abbildung4:Vertikaler Schnitt durch eine Rekonstruktion mit der Standard-CT

Vertikaler Schnitt durch eine Rekonstruktion mit der Helix-CT - Röntgentechnik

Abbildung 5:Vertikaler Schnitt durch eine Rekonstruktion mit der Helix-CT

Dimensionelles Messen

Durch den Einsatz einer Messvorlage wird gewährleistet, dass die Antastung in allen Rekonstruktionsdatensätzen an identischen Messpositionen erfolgt. Dadurch wird die Vergleichbarkeit der Messergebnisse sichergestellt. Nach der Registrierung der Datensätze werden der Durchmesser und die Formabweichung der Bohrungen aus den Antastpunkten bestimmt (Gauß-Einpassung).
Die erzielten CT-Messergebnisse wurden mit Referenzdaten verglichen (taktiles Koordinatenmessgerät).

Rekonstruktions-datensatz - Röntgentechnik

Rekonstruktions-datensatz

STL-Datensatz mit Messvorlage - Röntgentechnik

STL-Datensatz mit Messvorlage

Auswertung der Antastpunkte - Röntgentechnik

Auswertung der Antastpunkte