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Auch für Hybridteile geeignet: Die neuen Computertomografen von ZEISS vereinfachen die Qualitätssicherung

ZEISSMETROTOM

ZEISS METROTOM 1500 (Quelle Bilder: ZEISS)

Auf der Control 2016 stellte ZEISS der Öffentlichkeit erstmals seine neue Generation von Computertomografen vor. Die beiden Messgeräte ZEISS METROTOM 800/225 kV und METROTOM 1500/225kV erweitern das Einsatzspektrum der nichtinvasiven Prüfung für Unternehmen.

Wie medizinische Computertomografen durchleuchten auch industriell genutzte Geräte Objekte von allen Seiten mit Röntgenstrahlen. Das Ergebnis dieses Verfahrens sind dreidimensionale Volumenmodelle der gescannten Gegenstände, die einen tiefen Blick ins Innere gewähren. Bei der Beurteilung der Volumendaten kann der Anwender auch die Materialstruktur analysieren und somit abschätzen ob Poren, Lunker oder andere Defekte im Werkstückinneren die Funktionsfähigkeit beeinträchtigen. Trotz dieser Vorteile werden Computertomografen in der Industrie erst seit wenigen Jahren eingesetzt. Denn anders als in der Medizin sind die Untersuchungsobjekte in der Fertigung sehr unterschiedlich – sowohl bezogen auf die Größe als auch in Bezug auf die Materialbeschaffenheit. Trotzdem sind auch hier die Zeiten längst vorbei, in denen Anwender allein darüber froh waren, dass sie ins Innere ihrer Werkstücke schauen können, ohne diese dazu auseinandernehmen zu müssen. „Wenn es heute um den industriellen Einsatz von Computertomografen (CT) geht, dann stehen Schnelligkeit und Flexibilität im Vordergrund“, so Ralf Benninger, Leiter technischer Vertrieb und Produktmanagement Computertomografie bei ZEISS. Die Anforderungen an die Geräteentwickler sind dementsprechend hoch. ZEISS hat jetzt zwei Computertomografen auf den Markt gebracht, die die industrielle Nutzung weiter vereinfachen.

Entwicklungstreiber für Computertomografen

Wie gut die Bildqualität letztlich ist, hängt davon ab, welche Werkstoffe mit welcher Röntgenleistung gescannt werden. Mit einer relativ geringen Beschleunigungsspannung arbeiten beispielsweise Computertomografen, die für Kunststoffteile ausgelegt sind, da diese im Vergleich zu Metall eine geringe Dichte aufweisen. Geräte mit höheren Beschleunigungsspannungen werden dagegen in Gießereien eingesetzt, um selbst kleinste Poren, Lunker oder Risse in den Gussbauteilen aus Aluminium oder Magnesium zu detektieren. Doch diese Klarheit des Einsatzbereiches der Geräte verwischt angesichts der permanenten Entwicklung neuer Werkstoffe und der zunehmenden Fertigung hybrider Werkstücke, die aus ganz unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Unternehmen brauchen laut Benninger heute deshalb möglichst flexibel einzusetzende Geräte. Auch, was das Messvolumen betrifft, das immer größer sein soll. Und noch eine Entwicklung treibt die Entwicklung der Computertomografen: Die Fertigungsprozesse werden immer schneller und die Prüftechnologie muss Schritt halten können. Mit anderen Worten, die Industrie braucht und will immer schnellere und flexiblere Geräte.

ZEISS METROTOM Innen (Quelle Bilder: ZEISS)

ZEISS METROTOM Innen (Quelle Bilder: ZEISS)

Ungebrochen attraktiv

Der ZEISS METROTOM 800 mit einer Röntgenspannung von 130 kV kam 2009 auf den Markt und wurde speziell auf die Anforderungen der Kunststoff- bzw. Spritzgussindustrie zugeschnitten. Extrem kleine Brennfleckgrößen erlauben gestochen scharfe Projektionsbilder auf dem Detektor. Die hohe Auflösung des Röntgendetektors von rund 3 Millionen Pixeln ermöglicht eine hohe Detailerkennbarkeit. Die Messgenauigkeit liegt bei 4,5 µqm + l/100. Diese Werte prädestinieren den METROTOM 800 nach Erfahrung von Benninger nach wie vor „für einen Einsatz in der Kunststoffindustrie“. Insbesondere bei der Spritzgussformentwicklung sparen sich die Unternehmen durch den Einsatz des METROTOM 800 sehr viel Zeit. Bei der Optimierung einer Form lassen sich so erfahrungsgemäß bis zu 80 Prozent der aufgewendeten Stunden reduzieren. Um das Einsatzgebiet dieses bewährten Gerätes zu erweitern, entwickelte ZEISS in dieser Baureihe eine noch leistungsstärkere Variante.

Schneller und flexibler

Ab sofort können Unternehmen einen METROTOM 800 mit einer Röhrenspannung von 225 kV einsetzen. Die deutliche Erhöhung der Leistungsstärke von 39 Watt auf jetzt 500 Watt des neu gestalteten Gerätes verspricht gleich mehrere Vorteile. Zum einen lassen sich aufgrund der höheren Leistung problemlos auch Metallteile und damit auch Mixmaterialen bzw. Hybridwerkstücke scannen. „Dies erweitert das Einsatzgebiet des Gerätes deutlich und sichert so die Zukunftsfähigkeit der Investition“, betont Benninger. Und noch ein Aspekt macht dieses Gerät attraktiv: Durch die höhere Leistung werden die Bauteile wesentlich schneller als mit dem METROTOM 800 / 130 kV gescannt. Ein weiterer Punkt, der die Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen laut Benninger stärkt.

Ideal für vielseitige Anwendungen

Informationen über das gesamte Bauteil erhalten Anwender auch mit dem METROTOM 1500/225kV, einer Neuentwicklung, die das Vorgängermodell der Baureihe komplett ablöst. „Die Innovation bei diesem Gerät wird insbesondere die Hersteller von Druckgussteilen begeistern“, so Benninger. Denn anders als das Vorgängermodell können dank der neuen, messenden z-Achse mit dem METROTOM1500/225kV deutlich größere Bauteile gescannt werden. Betrug die maximale Höhe der Bauteile früher 300 mm sind es heute 700 mm. Das größere Arbeitsvolumen ist das Ergebnis von zwei Neuerungen. Zum einen kann das Werkstück anstatt 150 mm jetzt 400 mm hoch und runter gefahren werden. Und zum anderen lassen sich nun mehrere Scans zu einem Volumenmodell zusammenfassen. Der große Vorteil für die Branche: Jetzt können mit dem Computertomografen auch Werkstücke wie beispielsweise Lenksäulen und andere größere Gussteile nichtinvasiv geprüft werden. Dies ist eine wesentliche Voraussetzung in der Branche, um Erstbemusterungen zeitlich zu verkürzen und Prozessoptimierungen bei Neuanläufen in der Produktion zu beschleunigen.

Mit Blick in den METROTOM

Obwohl beide Neugeräte im Messraum stehen und aufgrund der Röntgenstrahlung über eine vollständige Umhausung verfügen, können Anwender sowohl vor dem CT stehend als auch von einem beliebigen Arbeitsplatz aus in das Innere der Tomografen sehen. ZEISS hat dafür eine Kamera und einen Monitor in jedes Gerät installiert. Das Kamerabild kann auf dem Rekonstruktionscomputer zur Einrichtung der Messung dargestellt werden. Der Anwender stellt so bei der Vorbereitung einer Messung am Arbeitsplatz sicher, dass es zu keiner Kollision zwischen Bauteil und Detektor oder Röhre kommt. Das Kamerabild kann selbstverständlich auch auf verschiedenen Computern außerhalb des Messraums angesehen werden. Ein erheblicher Zeit- und Komfortgewinn für die Anwender. „Denn wenn Anwender auch aus der Ferne prüfen können, ob das Gerät gerade ausgelastet ist oder auch nicht, können sie schneller ihren Bedarf anmelden“, betont Benninger.

Weitere Informationen: www.zeiss.de/imt

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