Seminar »Industrielle Röntgentechnik«

Industrielle Röntgentechnik als zerstörungsfreies Prüfverfahren für die Qualitätssicherung in der Produktion

Die Qualitätssicherung ist mittlerweile zu einem unverzichtbaren Bestandteil des industriellen Produktionsprozesses geworden. Im Rahmen von Null-Fehler-Konzepten wird eine 100-Prozent-Inspektion in der Produktion angestrebt. Oft lässt eine visuelle Oberflächenprüfung jedoch keine ausreichenden Rückschlüsse auf die Qualität eines Werkstücks zu. Verdeckte Fehlstellen wie Lunker, Poren oder mangelhafte Fügeverbindungen sind äußerlich kaum erkennbar, können sich jedoch erheblich qualitätsmindernd und sicherheitskritisch auswirken.

Zunehmend an Bedeutung gewinnen daher röntgenbasierte Inspektionsverfahren, mit deren Hilfe sich im Materialinneren verborgene Strukturen beliebig komplexer Objekte aus fast allen Werkstoffen mit hoher Genauigkeit erfassen und charakterisieren lassen. Durch das bildgebende Funktionsprinzip können viele bewährte Verfahren der klassischen Bildverarbeitung für eine automatische Fehlererkennung adaptiert werden.

Die Teilnehmenden des Seminars erhalten einen Einblick in den Stand der Technik im Bereich industrielle Röntgentechnik und lernen die Möglichkeiten und derzeitigen Grenzen kennen, um hieraus Leitlinien für die eigene Investitionsplanung ableiten zu können.

Konzept des Röntgentechnik-Seminars

Das Röntgen-Seminar setzt sich aus Theorie und Praxis zusammen. Im ersten Teil werden theoretische Grundlagen und Methoden der industriellen Röntgentechnik erläutert und die Möglichkeiten und Grenzen verschiedener Verfahren dargestellt: Bildgebung mit Röntgen, Kameratechnik, Röntgen-Verfahren (Radioskopie, Laminographie, Computertomographie) und Datenauswertung. Außerdem werden die Themenbereiche Strahlenschutz und Sicherheit behandelt. Im Praxisteil werden realisierte Anwendungen vorgestellt. Danach stehen in Form eines »Praktikums« unterschiedliche Systeme zur Verfügung, an denen in kleinen Gruppen persönliche Erfahrungen gewonnen werden können.

Mögliche Einsatzgebiete der industriellen Röntgentechnik

• Erkennung von Defekten im Materialinneren (Lunker, Risse, Fehlstellen, Fremdkörper) z. B. bei Bauteilen aus Guss, Metall, Keramik, Kunststoff oder Holz sowie bei Leichtbaukomponenten (Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbünde)
• Schichtweise Untersuchung großer flächiger Bauteile z. B. für Bauteile aus CFK oder GFK aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Windkraft oder Automobilbau oder aus dem Bereich Elektronik: elektronische Flachbaugruppen, Leiterplatten; Solarzellen
• 3D-Volumenrekonstruktion mit allen innenliegenden Strukturen, Visualisierung der Geometrie und Lagebestimmung von Defekten z. B. für Faserverbünde: Charakterisierung, Faserverteilung und Ausrichtung
• Computertomographie als Messmittel: dimensionelles Messen als Alternative zur klassischen Koordinatenmesstechnik und für Rapid Prototyping und Reverse Engineering
• Quantitative CT als Messinstrument für physikalische Materialeigenschaften, z. B. zur Ermittlung der räumlichen Verteilung der physikalischen Dichte oder zur Gewichtsbestimmung unzugänglicher Objektbestandteile

Zukunftspotenziale

• Analyse dynamischer Prozesse, die eine räumliche und zeitliche Veränderung der Probe bewirken: Verformungs- oder Verschleißkontrolle eines Bauteils oder In-situ-Studien zur Schadensentstehung und -ausbreitung in Werkstücken als Basis für optimiertes Materialdesign.
• Der Einsatz neuartiger energieauflösend und einzelphotonenzählend arbeitender Detektoren bietet die Möglichkeit, durch die Nutzung von zwei oder mehr Energieschwellen materialselektive Aufnahmen zu erstellen.