TY - JOUR A1 - Janczynski, Jessica A1 - Tewes, Andreas A1 - Ulbricht, Alexander A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Evaluation Metrics for Comparison between Virtual and Industrial XCT N2 - Simulations of XCT systems, as employed in the context of the manufacturing and design process, represent a time-saving, cost- and resource-efficient alternative to repeated experimental measurements. This article is dedicated to the development and evaluation of various metrics that should enable an adequate verification and optimization of a XCT simulation of an experimental XCT system. The present study employed statistical evaluation as a methodological approach. The present article makes a significant contribution to the optimization of the development process of a XCT simulation and provides a foundation for future research activities in this field. KW - Computed Tomography KW - Computertomographie KW - aRTist KW - Simulation KW - Virtual CT KW - Evaluation PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-641444 DO - https://doi.org/10.1007/s10921-025-01213-w SN - 0195-9298 VL - 44 IS - 4 SP - 1 EP - 11 PB - Springer Science and Business Media LLC CY - Berlin/Heidelberg AN - OPUS4-64144 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bruno, Giovanni A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Bellon, Carsten A1 - Jaczinski, Jessica T1 - Virtual XCT - Simulation of Industrial XCT-Systems with aRTist N2 - One of the few 3D methods, that can be used to analyze an object non-destructively, is X-ray computed tomography (CT). The determination of the object's deviations, such as shape and the internal structure of objects, including defects and material degradation, is of particular interest to industry. The ability of CT to scan an object with its internal and external features at once causes increasing adoption in dimensional metrology. This includes the need to determine the measurement uncertainty. Experimental uncertainty determination by conducting repeated CT measurements is costly and time-consuming. The simulation of the CT measurement process offers the possibility of determining the task-specific measurement uncertainty numerically in a resource-efficient manner. There are already several software programs available that simulate CT systems, such as aRTist. Once the virtual replica of a CT system has been completed, it’s accuracy must be evaluated quantitively in comparison to the CT measurements. To focus on analyzing the quality of the simulated CT images different metrics are introduced for the comparison of experimental and simulated CT projections. The results of the comparisons are presented, and conclusions are drawn how to improve the simulation of industrial CT systems. T2 - MPA Seminar 2024 CY - Stuttgart, Germany DA - 08.10.2024 KW - X-ray Computed tomography KW - Simulations KW - Virtual XCT KW - Digital Twin PY - 2024 AN - OPUS4-61346 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 AN - OPUS4-56100 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Neue Normentwürfe für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Makro-, Mikro- und Nanometerbereich für Hersteller und Anwender N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren im Bereich von 100 nm bis 10 mm entwickelt, welche die Grundlage für die Erarbeitung mehrerer Normentwürfe bilden. Diese werden 2022 parallel bei ISO TC 135 (NDT) SC 5 (RT) und CEN TC 138 (NDT) WG 1 (RT) eingereicht. Entsprechende Normen werden auch bei ASTM vorgestellt. Die Norm EN 12543-4 (Kantenmethode) wird umgeschrieben für die Messung von Brennflecken von 1 μm – 10 mm durch Auswertung von Loch- oder Scheibenaufnahmen. Der im Rahmen des NanoXSpot-Projektes neu entwickelte NxS-Testkörper ist geeignet für den Bereich von 1 μm – 100 μm. Von 100 μm bis 10 mm können ASTM-Lochtestkörper verwendet werden, die bereits bei ASTM E 1165 beschrieben sind. Neu ist die Anwendung eines CT-Algorithmus zur Rekonstruktion der Brennflecke, um Lochblenden-basierte Brennfleckkameras, insbesondere im Bereich unter 100 μm, zu ersetzen. Ein neuer Normteil, EN 12543-6, wurde entworfen, um die Brennfleckmessung im Bereich 100 nm – 20 μm mit hoher Genauigkeit zu ermöglichen. Verschiedene Strichgruppen-Testkörper kommen hier zum Einsatz. Das sind die JIMAPrüfkörper, ein neuer Hochkontrast-Strichgruppentestkörper von YXLON (HiCo) und der neu entwickelte Testkörper NxS. Diese werden vorgestellt. Die Messprozedur für Röhrenhersteller wird auf einer numerischen Fit-Prozedur basieren, die über einen Ringversuch im Projekt validiert wurde. Beide Normen benötigen numerische Auswertealgorithmen zur korrekten Anwendung, die als kommerzielle Software und Public Domain – Software verfügbar gemacht werden. Es wird über die zu erwartenden Standardprozeduren und die erforderliche Hardware zur Anwendung der Normen informiert. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561029 SP - 1 EP - 10 AN - OPUS4-56102 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schumacher, David A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, U. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. A1 - Sofiienko, A. A1 - Steffen, J. P. A1 - Deresch, A. T1 - EMPIR-Projekt NanoXSpot: Ringversuch zur Untersuchung der neu entwickelten Methoden für die Brennfleckmessung an Röntgenröhren im Mikro- und Nanometerbereich N2 - Im Rahmen des EMPIR-Projektes NanoXSpot (Nanometre X-Ray Focal Spot Measurement) werden rückführbare Messverfahren zur Bestimmung der Brennfleckgröße und -form von Röntgenröhren mit Submikrometerauflösung (100 nm – 20 μm) entwickelt, die die Grundlage für die Erarbeitung eines Standardentwurfes bilden. Der Standardentwurf wird bei CEN TC 138 (Non-destructive testing) WG 1 (Radiographic testing) eingereicht und mit ISO und ASTM harmonisiert. Zur Untersuchung der entwickelten Methoden (Brennfleck-CT, Fit-Prozedur für Strichgruppenkörper) und des im Projekt NanoXSpot neu entworfenen Testkörpers, NxS, wurde ein Ringversuch durchgeführt. Dabei wurde sowohl der angestrebte Überlappungsbereich mit EN 12543 Teil 5 (Messung der effektiven Brennfleckgröße von Mini- und Mikrofokus-Röntgenröhren) und ASTM E 2903 (Standard Test Method for Measurement of the Effective Focal Spot Size of Mini and Micro Focus X-ray Tubes) für Brennflecke >5 μm als auch Brennflecke <5 μm untersucht. Im Mittelpunkt standen dabei Stabilität und Wiederholbarkeit der entwickelten Methoden zur Bestimmung der Brennfleckgröße. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse des durchgeführten Ringversuches vorgestellt und diskutiert, um Schlussfolgerungen und Empfehlungen für die Vorbereitung eines erweiterten Ringversuchs mit Partnern und Stakeholdern abzuleiten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Brennfleckmessung KW - Computer-Tomografie KW - EMPIR KW - Normung PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561037 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56103 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Fritzsche, Sven A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Pavasaryte, Lina A1 - Funk, Alexander T1 - XCT and DLW: Synergies of Two Techniques at Sub-Micrometer Resolution N2 - Direct Laser Writing (DLW) and X-ray computed tomography (XCT) both offer unique possibilities in their respective fields. DLW produces full three-dimensional (3D) polymer structures on the microscale with resolutions below 100 nm. The fabricated structures can be analysed by XCT or X-ray microscopy (XRM), which incorporates additional X-ray lenses, in three dimensions down to a minimal basic spatial resolution of about 500 nm or 50 nm, respectively. In this work, two different DLW structures are analysed via XCT. Internal defects are detected and analysed for the purpose of quality control. Defects and structures with sizes down to 1.5 µm are successfully analysed. A 3D reconstruction and internal, hidden features of the fabricated structures are shown and discussed. In a first-of-its-kind study, we demonstrate the detectability of a single-voxel line inside a fabricated structure that would not be detectable with SEM or light microscopy. Furthermore, the direct fabrication on a PET substrate is shown to overcome the high X-ray absorbance of commonly used glass substrates. Attenuation spectra of SZ2080 and glass substrates are compared to a fabrication route direct on a 170 µm PET foil. The practical aspects of XCT measurements for DLW structures on different substrates will be discussed. KW - Non-destructive testing KW - Two-photon polymerization KW - X-ray microscopy KW - XCT KW - 2PP KW - Direct laser writing PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-560525 DO - https://doi.org/10.3390/app122010488 VL - 12 IS - 20 SP - 1 EP - 15 PB - MDPI CY - Basel AN - OPUS4-56052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Dymkin, G. Y. A1 - Konshina, V. N. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger T1 - Оперативная характеристика обнаружения как метод оценки достоверности неразрушающего контроля T1 - Requirements for Accreditation Appraisal of NDT Laboratories in Nuclear Power Industry N2 - The operational characteristics of detection have been successfully applied for many years in assessing the reliability of non-destructive testing. The main problems for their use, as in the application of any of the methods for assessing the reliability, are the lack of information about the actual defect situation and the limited number of defects in the samples of the objects of control. An additional problem of constructing an operational characteristic of detection is the lack of information about the size of defects and the lack of a universal size for various types of defects. The article summarizes the experience of constructing operational characteristics based on the results of ultrasonic testing. N2 - Оперативные характеристики обнаружения в течение многих лет успешно применяют-ся при оценке достоверности неразрушающего контроля. Основными проблемами для их использования, как и при применении любого из методов оценки достоверности, яв-ляются отсутствие информации о действительной дефектной ситуации и ограниченное количество дефектов в образцах объектов контроля. Дополнительной проблемой постро-ения оперативной характеристики обнаружения является отсутствие информации о раз-мерах дефектов и отсутствие универсального размера для различных типов дефектов. В статье обобщён опыт построения оперативных характеристик по результатам ультра-звукового контроля. KW - Non-destructive testing KW - Reliability KW - Probability of detection KW - Operational characteristics KW - Comparative operational characteristics PY - 2021 DO - https://doi.org/https://doi.org/10.12737/1609-3178-2021-23-26 VL - 24 IS - 2 SP - 23 EP - 26 AN - OPUS4-53121 LA - rus AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Ewert, U. A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Schumacher, David A1 - Zscherpel, U. A1 - Deresch, A. A1 - Bircher, B. A1 - Meli, F. T1 - Schnelle Messung und tomographische Rekonstruktion von Brennflecken < 5 μm durch Aufnahmen strukturierter Prüfkörper N2 - Im Europäischen EMPIR-Projekt „NanoXSpot“ (Measurement of the focal spot size of Xray tubes with spot sizes down to 100 nm) werden neue Messmethoden für Brennflecke von Röntgenröhren entwickelt. Teil des Projektes ist die Entwicklung eines zur Lochkameramethode äquivalenten Messverfahrens für kleine Brennflecke. ASTM E 1165-20, Annex A, beschreibt die Bestimmung von Brennfleckgrößen aus Kantenprofilen von Lochaufnahmen für Röntgenröhren mit Brennflecken > 50 μm. Es wurde bereits vorgeschlagen über die Analyse der richtungsabhängigen Kantenunschärfe einer Lochblende und anschließender CT-Rekonstruktion die Intensitätsverteilung des Brennflecks äquivalent zur Lochkameraaufnahme zu berechnen. Die Lochkameramethode, wie in EN 12543-2 und ASTM E 1165-20 beschrieben, ist im unteren Größenbereich für Mikrofokusröhren nicht geeignet, da Pinholes < 10 μm schwer zu fertigen sind und lange Belichtungszeiten erwartet werden. Mit Hilfe exakt gefertigter Lochblenden sowie strukturierter Targets mit konvergierenden Strukturen wird der Bereich mit der Single-Shot-CT-Methode auf die Messung von Mikrofokusröhren, alternativ zur Vermessung von Kanten oder Strichgruppenkörpern, erweitert. Die rekonstruierten Brennfleckformen werden mit Kantenund Lochkameraaufnahmen quantitativ verglichen, um die Messgenauigkeit zu bewerten. Außerdem werden CNR und Messzeit bestimmt, um die Wirtschaftlichkeit der Verfahren zu bewerten. T2 - DGZfP-Jahrestagung CY - Online meeting DA - 10.05.2021 KW - Röntgenröhre KW - Brennfleckmessung KW - Prüfkörper KW - Rekonstruktion PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-561846 SP - 1 EP - 2 AN - OPUS4-56184 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Jaenisch, Gerd-Rüdiger A1 - Ewert, Uwe A1 - Waske, Anja A1 - Funk, Alexander T1 - Radiographic Visibility Limit of Pores in Metal Powder for Additive Manufacturing N2 - The quality of additively manufactured (AM) parts is determined by the applied process parameters used and the properties of the feedstock powder. The influence of inner gas pores in feedstock particles on the final AM product is a phenomenon which is difficult to investigate since very few non-destructive measurement techniques are accurate enough to resolve the micropores. 3D X-ray computed tomography (XCT) is increasingly applied during the process chain of AM parts as a non-destructive monitoring and quality control tool and it is able to detect most of the pores. However, XCT is time-consuming and limited to small amounts of feedstock powder, typically a few milligrams. The aim of the presented approach is to investigate digital radiography of AM feedstock particles as a simple and fast quality check with high throughput. 2D digital radiographs were simulated in order to predict the visibility of pores inside metallic particles for different pore and particle diameters. An experimental validation was performed. It was demonstrated numerically and experimentally that typical gas pores above a certain size (here: 3 to 4.4 µm for the selected X-ray setup), which could be found in metallic microparticles, were reliably detected by digital radiography. KW - Additive manufacturing KW - Feedstock powder KW - Porosity KW - Digital radiography KW - Numerical simulation PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-517880 DO - https://doi.org/10.3390/met10121634 VL - 10 IS - 12 SP - 1634 PB - MDPI AN - OPUS4-51788 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -