Filtern
Erscheinungsjahr
Dokumenttyp
- Beitrag zu einem Sammelband (32) (entfernen)
Referierte Publikation
- nein (32)
Schlagworte
- Computed Tomography (3)
- X-ray refraction (3)
- Computertomographie (2)
- Dimensionelles Messen (2)
- NDE (2)
- Aircraft (1)
- Asphalt (1)
- Automotive (1)
- CT (1)
- Ceramic Gas Turbine (1)
Die sehr gute Reproduzierbarkeit von tomographischen Messungen zusammen mit den digital vorliegenden Ergebnissen ermöglicht die zerstörungsfreie dreidimensionale quantitative Analyse der untersuchten Bauteile und Proben mit Methoden der Bildverarbeitung. Vorwiegend für den Nachweis von Poren eingesetzt, lassen sich mit CT auch unterschiedliche Materialbestandteile analysieren, wobei die einzige Voraussetzung ein hinreichender Unterschied (es genügen wenige Prozent) in den Röntgenabsorptionseigenschaften der zu unterscheidenden Bestandteile ist.
Mit den in der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung entwickelten Computertomographieanlagen kann der Anteil von Hohlräumen und Materialbestandteilen einer Probe bestimmt werden, wobei die Größe der nachzuweisenden Bestandteile sich über mehrere Größenordnungen erstreckt.
An ausgewählten Beispielen aus den Bereichen Keramik, Bodenproben und Fahr-bahnübergangssystemen aus Asphalt werden die quantitativen Ergebnisse dargestellt und die in der Bestandteilanalyse erreichbare Genauigkeit diskutiert.
Herakles - Untersuchung der Bronzestatue mittels Radiographie und Röntgen-Computertomographie 2001
(2003)
A novel 3D-CT scanner was set up at BAM to extend the applicability of the X-ray transmission microtomography (µ-CT) to specimens up to 30 cm in diameter. The scanner consists of a bipolar 320 kV micro focus tube and a flat panel detector of amorphous silicon. Minimisation of scattered radiation, control of room and system temperature, and corrective preprocessing on the projection data are necessary to achieve expectable CT images. Statistical evaluations to show the limits and results of CT investigations are reported.
Summary
Beside several favourable properties, like high specific strength and damping capacity, most magnesium alloys also exhibit an excellent castability and are therefore usually fabricated by high pressure die casting. Due to the high casting speed, the melt flow is non-laminar and air can be entrapped during the casting process causing porosity when the melt solidifies. The volume fraction of porosity can be up to 4%. Porosity highly influences the mechanical properties, reducing significantly the values of elongation, tensile strength and especially fatigue strength [1-5]. Additionally, no heat treatment is possible to reach the optimum mechanical properties of the material. An alternative casting technology to reduce porosity is the Thixomolding process where the material is cast in the semi-solid state.
Different methods of non-destructive testing are possible to detect and remove affected components to ensure using components with a low content of porosity. One alternative of evaluating the porosity is the computerized tomography (CT). The CT enables a 3-dimensional view of the cast component.
For the first time Metal Matrix Composites (MMC) have been investigated by 3D Computed Tomography combined with enhanced interface contrast due to X-ray refraction. X-ray refraction is a relatively new approach for the characterization of advanced materials. The related techniques of Refraction Topography and Refraction Computed Tomography have been developed and applied at our laboratory during the last decade to meet the actual demand for improved nondestructive characterization of high performance composites, ceramics and other low density materials and components. X-ray refraction occurs, when X-rays crosses interfaces of spherical or cylindrical shape (e.g. pores or fibres) in the same way as visible light is refracted by lenses. These X-ray optical effects can be observed at small scattering angles of few minutes of arc as the refractive index n of X-rays is nearly unity (n = 1 10-6). Due to the short X-ray wavelength of about 0.1 nm the technique determines the amount of inner surfaces and interfaces of nanometer dimensions. The technique is expected to solve many problems in understanding the meaning of micro and sub micro structures in materials science. With the results of the CT investigation, some questions could be clarified for a better understanding of fatigue failure mechanisms under cyclic loading conditions. The specimens for the test programme have been provided by MTU Aero Engines. They consist of a titanium matrix (Ti6242) reinforced by SiC fibres (SCS6). The investigations have been performed at the materials research station of BAM (BAMline) at the Synchrotron Facility BESSY in Berlin, Germany.
Use of 3D Micro Tomography for the Investigation of the Mechanical Properties of Cellular Metals
(2003)
Kurzfassung
Röntgen-Computertomographie (CT) ist eine industriell eingeführte Technik zur zerstörungsfreien Fehlererkennung. Seit einiger Zeit werden industrielle CT-Anlagen auch zur Geometriebestimmung, d.h. für dimensionelle Messungen eingesetzt. Bei diesen Messungen treten Messabweichungen auf, die wegen komplexer Einflussgrößen derzeit nur schlecht quantifiziert werden können. Die Größe der beobachteten Messabweichungen erschwert zum Teil noch die weitere Anwendung der CT als Messtechnik. Das momentan mit CT messbare Teilespektrum wird bei dickwandigen Bauteilen durch die fehlende Verfügbarkeit von Röntgendetektoren für hohe Energien (speziell Flächendetektoren) beschränkt. Im folgenden wird ein Forschungsprojekt zwischen 10 deutschen Industrieunternehmen und Instituten und zwei deutschen Bundesanstalten (Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB) und Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung) vorgestellt, dass die Weiterentwicklung der CT als dimensionelle Messtechnik zur Aufgabe hat. Das Projekt hat eine Laufzeit von drei Jahren (Start 01.Okt. 2003). Es werden hier die Projektziele und erste Ergebnisse vorgestellt.
Throughout human history, wood has been used for various purposes: for
building shelters, houses and bridges, for manufacturing furniture and
household or agricultural appliances (from ploughs to spoons), as burning
material or simply as walking sticks. Contemporarily, vast amounts of wood
are going into paper production. As a consequence, different qualities of
wood are selected appropriately for the various applications. Beams incorporated
into buildings and constructions have to be sturdy and durable;
boards for furniture are supposed to be free of knots or are expected to have
certain ornamental structures. As long as wood is not simply destined for
burning it should be free of undesired knots or internal damages such as rot
or worm holes. Particularly in cases of infestation with wood destroying
fungi that definitely impairs mechanical strength and even may generate
hollows such damages are frequently invisible from the outside. Radiographic
methods are capable to detect internal damages as well as hidden
knots without the need of drilling holes or cutting a specimen to pieces.
The most thoroughly method to visualise the interior of a wooden specimen
is tomography which shows annual growth rings in their complete circumference
and all the knots or damages that might be included. However, some
of them as well as patterns of annual rings suitable for dendrological investigations
are recognisable with a less laborious method that might be applicable
even in the field, i.e. contemporary digital radiography combined with
image processing. Samples of lumber shall be presented showing the typical
annual ring structures and some infested areas.
A new method for the physical characterization of rock matrices for use in site investigations of nuclear waste repositories has been developed. The method can provide information needed in the assessment of the performance of the geosphere working as a natural barrier retarding the migration of radionuclides by diffusion into the rock matrix. Most conventional methods for the physical characterization of rocks give only bulk information. The combination of mercury porosimetry and computer tomography can give 3-D data on mineral-specific porosity distributions with additional pore size information. Additionally, limits for mineral-specific internal surface areas can be estimated, which is essential for the assessment of water-rock interaction and reactive interaction with radionuclides (sorption). Results of measurements on granitic rock (granodiorite) from the Baltic shield are discussed and integrated with results by complementary methods.
Ziel des Vorhabens ist die hochgenaue und vollständige Erfassung innerer und äußerer Geometrien von Mikrobauteilen mittels Mikro-Computertomographie (µCT). Industriell wichtige Mikrobauteile sind z.B. Einspritzsysteme, Festplattenkomponenten oder Instrumente für die minimal-invasive Chirurgie. Typische Bauteilgrößen liegen hier im Bereich 0,1 mm - 100mm; typische zu messende Strukturen haben Größen von 0,5 µm - 500 µm. Mit klassischen Methoden der Messtechnik ist eine schnelle und hochgenaue Erfassung der gesamten Oberfläche von Mikrobauteilen bisher kaum möglich. Innenstrukturen von Mikrobauteilen können mit keiner optischen oder taktilen Messtechnik zerstörungsfrei gemessen werden. Diese Einschränkungen sollen mittels hochgenauer µCT überwunden werden. Hierzu soll der Messprozess simuliert werden, um die Anwendung von Korrekturverfahren zur Genauigkeitssteigerung zu ermöglichen. CT-Messungen an kalibrierten Mikroprüfkörpern sollen die Korrekturverfahren verifizieren. Für die Kalibrierung der Prüfkörper sollen Multisensor-Verfahren entwickelt und getestet werden. Diese sollen es erlauben, Prüfkörper gleichzeitig hochgenau und mit großer Messpunktdichte zu kalibrieren. Es ist geplant, die an Prüfkörpern erreichten Messunsicherheiten und Auflösungen zum Projektabschluss an realen, industriellen Mikrobauteilen (z.B. Mikrozahnrädern) messtechnisch nachzuweisen.
Die Produktion von elektronischen, optischen und elektro-mechanischen Mikro- und Nanosystemen stellt hohe Anforderungen an die Messtechnik, um die Fertigungsprozesse zu optimieren und die Qualität zu prüfen. Existierende Messverfahren unterliegen Beschränkungen hinsichtlich des Auflösungsvermögens, der Messfeldgröße und des Ergebnisses der Messung. Der kombinierte Einsatz von Sensoren mit unterschiedlichen Fähigkeiten in den Auflösungsstufen mittels einer intelligenten Messstrategie ermöglicht eine effiziente Prüfung.
Neben den geeigneten Prüfstrategien werden auch Methoden zur Fusion und Auswertung der Daten von Sensoren mit unterschiedlichen Auflösungsfähigkeiten benötigt. Datenfusion bezeichnet dabei das Zusammenfügen verschiedener Messungen, um entweder unterschiedliche Eigenschaften eines Messobjekts in einem gemeinsamen Koordinatensystem angeben zu können oder um aus verschiedenen Messungen derselben Eigenschaft des Messobjekts einen Datensatz von höherer Qualität gegenüber den einzelnen Datensätzen zu erhalten. Voraussetzung für die Datenfusion ist Registrierung, die eine Überführung von Messdaten unterschiedlicher Messfelder oder Messmittel in ein gemeinsames Koordinatensystem darstellt und Thema dieses Beitrages ist.