Ein tiefer Blick in die Bauteile

Die Delphi Deutschland GmbH ist mit einem Verwaltungssitz und einem Systementwicklungszentrum, dem Kunden-Technologie-Zentrum, in Wuppertal ansässig. Und hier ist auch der schwergewichtige Computertomograph zu finden. So verhindert zum einen ein acht bis zwölf Millimeter starker und knapp zehn Tonnen schwerer Bleipanzer, dass die Röntgenstrahlen aus der Kabine dringen. Zum anderen minimiert ein massiver, Sechs-Tonnen-Granitmanipulator, weitgehend von seiner Umgebung entkoppelt, die Umgebungseinflüsse und sichert die Präzision der Bewegungen zwischen den einzelnen Anlagenachsen. Bei der industriellen Anwendung ist die Technik fest fixiert, während das zu untersuchende Objekt rotiert, was den Vorteil der breiteren Einsatzmöglichkeiten bietet. Der Computertomograph nimmt das Untersuchungsobjekt aus vielen Blickwinkeln zweidimensional auf und verknüpft die Daten anschließend zu einer dreidimensionalen Darstellung. Und das Prinzip der Radiographie ist relativ einfach: Eine Strahlenquelle sendet Röntgenwellen aus, die das Objekt durchdringen und auf eine dahinter liegende Abbildungsebene auftreffen. Je nach seiner Materialdichte absorbiert das Objekt einen mehr oder weniger großen Anteil der Strahlung. Die Reststrahlung trifft auf die Abbildungsebene, den Detektor, der hier mehr als eine Million Pixel abbildet. Sie fangen die Strahlenimpulse auf und leiten sie als elektrische Impulse an die Elektronik weiter. Die Rechner digitalisieren zunächst die einzelnen zweidimensionalen Graustufenröntgenbilder und bauen sie dann zu einem dreidimensionalen Modell zusammen. Das Gerät wird vor allem für Strukturanalysen von Bauteilen eingesetzt in der Entwicklung und beim Bau von Werkzeugteilen. Die Analysen ermöglichen es schnell und frühzeitig Werkzeuge oder den Spritzprozess zu optimieren. Doch kann die Anlage noch mehr und die Röntgenstrahlen eignen sich auch hervorragend zur Vermessung komplizierter Geometrien. So ist der zweite Einsatzbereich die digitale Längenmesstechnik. Eine spezielle Software generiert aus den dreidimensionalen Punktwolken der Röntgenaufnahmen Datensätze mit den genauen Abmaßen der Untersuchungsobjekte. Diese Datensätze werden dann in mehreren Schritten mit den entsprechenden CAD-Datensätzen aus der Konstruktion überlagert. Jedes vermessene Detail des Bauteils wird als numerischer Wert mit dem CAD-Modell verglichen. Je größer die maßliche Differenz, desto intensiver visualisiert die Software die festgestellte Abweichung anhand einer Farbskala. Durch die Farbabstufung dieses dreidimensionalen Soll-Ist-Vergleichs wird am Bildschirm sofort der Deckungsgrad des realen Bauteils mit der gedachten Konstruktion erkannt. Früher musste das Bauteil dazu aufwändig in Einzelstücke zerlegt und manuell vermessen werden, eine Prozedur, die unter Umständen bis zu mehrere Wochen dauern konnte. Außerdem ist das Datenmodell beliebig in Echtzeit drehbar und kann in jeder Achse in Scheiben geschnitten und analysiert werden. Die untersuchten Komponenten werden in keiner Weise verändert oder beschädigt, sie stehen somit für weitere Aufgaben zur Verfügung. Auch kann der Betrachter Aufnahmen in kurzer zeitlicher Folge prüfen, also Bewegungsabläufe betrachten und kontrollieren. Es ergeben sich neue Anwendungsmöglichkeiten für Qualitätssicherung und reversibles Konstruieren und es kürzen sich Entwicklungsprozesse erheblich ab.

EPP 408