Standort: Braunschweig (Hauptcampus)
Warum hat ein Bauteil versagt? Liegt die Ursache des Problems im Material oder im Herstellungsprozess? Wie lassen sich Bauteileigenschaften wie Maßhaltigkeit oder Festigkeit optimieren? Das finden wir für Sie heraus. Mittels Computertomographie untersuchen wir Werkstoffe und Bauteile zerstörungsfrei auf Qualitätsmerkmale und Schäden. Damit unterstützen wir Sie sehr effizient bei der Neu- und Weiterentwicklung von Materialien, Bauteilen und Produktionsverfahren sowie bei der Qualitätssicherung.
Die Computertomographie (CT) ermöglicht eine dreidimensionale Darstellung der inneren und äußeren Struktur von Objekten mit einer Detailerkennbarkeit bis hinab in den Mikrometerbereich. Da sich die Computertomographie weitgehend unabhängig vom Material einsetzen lässt, bietet sich ein nahezu unbegrenztes Anwendungsspektrum.
Beispiele für Werkstoffarten:
Darüber hinaus ist die Computertomographie auch für geologische, biologische oder archäologische Proben geeignet.
Max. Scanvolumen abhängig von Aufnahmemodus:
In-situ-CT-Labor:
Durch eine Computertomographie-Messung kann die Geometrie von Formteilen exakt erfasst werden. Dadurch können verschiedenste dimensionelle Messungen präzise durchgeführt werden, beispielsweise von:
Auch innenliegende Strukturen wie Hohlräume sind hierbei erfassbar. Weiterführend lassen sich die Wandstärken eines Bauteils automatisiert bestimmen, farblich kodieren und mit Soll-Wandstärken abgleichen. Der Soll/Ist-Vergleich ermöglicht den umfassenden Abgleich der CT-Volumendaten des Messobjekts mit einem Referenzobjekt. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein CAD-Modell oder auch eine Referenzmessung handeln. Auch kann in umgekehrter Richtung aus einer CT-Messung ein 3D-Modell exportiert werden, etwa für ein Reverse Engineering.
Durch die Eigenschaft der Computertomographie, die innere Struktur des Werkstoffs darzustellen, können Defekte wie Risse, Lunker, Poren und Einschlüsse nachgewiesen und quantifiziert werden. Dies umfasst die Bestimmung von:
Analog lassen sich diese Auswertungsmöglichkeiten auch auf Einschlüsse wie Fremdpartikel oder Füllstoffe anwenden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Charakterisierung der Struktur von Schäumen.
In Biokompositen und anderen Verbundwerkstoffen können mittels Computertomographie die einzelnen Verstärkungsfasern bzw. Füllpartikel aufgelöst werden. Dies eröffnet eine umfassende Charakterisierung der Werkstoffe.
Beispiele für die Untersuchung von Fasern und Partikeln:
Darüber hinaus lassen sich morphologische Besonderheiten erkennen. Beispiele:
Bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen wie faserverstärkten Kunststoffen oder Textilbeton wird eine gute Imprägnierung der Verstärkungsfasern mit der Matrix angestrebt, um optimale Verbundeigenschaften zu erreichen. Mit der Computertomographie können wir die entscheidenden Bewertungsmerkmale liefern, um den Herstellungsprozess für eine optimale Faser-Matrix-Haftung zu adaptieren.
Darüber hinaus kann die Computertomographie zur Untersuchung und Bewertung der Grenzflächenqualität bei hybriden Werkstoffverbünden eingesetzt werden, um eine formschlüssige Anbindung zu erreichen.
Bei der In-situ-Untersuchung wird durch mehrere aufeinander folgende Aufnahmen das Verhalten des Objekts dynamisch verfolgt, während es einer äußeren Belastung ausgesetzt ist – beispielsweise eine mechanische, thermische oder korrosive Belastung.
Wir können Werkstoffproben einer Reihe von komplementären In-situ-Untersuchungen unterziehen. Dazu gehören Zug-, Druck- und Biegeversuche, die in einem Temperaturfenster zwischen -20 und +160 °C und entweder linear oder zyklisch durchgeführt werden können.
Im Gegensatz zu häufig praktizierten Zug- oder Druckversuchen liegt bei Biegeversuchen ein komplexer Belastungsfall unter simultaner Einwirkung von Zug- und Druckkräften vor, durch den weitreichendere Informationen über die Versagensmechanismen erfasst werden können.
Wir verfügen über die Möglichkeit, 4-Punkt-Biegeversuche in mehreren Skalen durchzuführen:
Durch die vergleichende Untersuchung in mehreren Skalen können Einflüsse der begrenzten Probendimensionen für hochauflösende Scans sichtbar gemacht und damit in die Bewertung von Versagensvorgängen einbezogen werden. Durch den modularen Aufbau des In-situ-Biegeversuchs ist auch eine Adaption an Probengeometrien, die von DIN EN ISO 14125 abweichen, möglich.
Fraunhofer-Institut für Holzforschung 
