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4. - 5. Juni 2019 // Nürnberg, Germany

AUTOMOTIVE ENGINEERING EXPO Newsroom

XXL-Computertomographie: Unsichtbares sichtbar machen

Neuheit von Fraunhofer-Gesellschaft bei AEE 2019
Digitale Entwicklung
© Fraunhofer-Gesellschaft

Forschende der Fraunhofer-Gesellschaft präsentieren in Nürnberg die größte Computertomographie der Welt: Mit ihrer XXL-Entwicklung lassen sich auch sehr große Objekte mit Röntgentechnik durchleuchten, etwa Elektroautos nach einem Crashtest. Das Gerät erzeugt hochauflösende, kontrastreiche Bilder in 3D und ist seit Juli 2018 im Einsatz bei BMW.

Die Computertomographie mit Röntgenstrahlung spielt auch abseits der Medizin eine große Rolle, beispielsweise bei der Produktentwicklung in der Industrie. Doch bislang war die Computertomographie insbesondere im Hochenergiebereich auf kleinere und einfache Objekte beschränkt. Rund 13 Jahre Entwicklungsarbeit stecken in der Technologie.

Drei Forscher im Entwicklungszentrum Röntgentechnik, einer Abteilung des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen (IIS), haben eine Technologie entwickelt, die auch sehr große Objekte durchleuchtet und hochauflösende 3D-Bilder generiert. Erstmals sind Objekte mit einem Durchmesser von 3,20 Meter und fünf Meter Höhe mit Röntgenstrahlen dreidimensional erfassbar. Eine spezielle Technik, die ein Großobjekt in Teilen aufnimmt, ermöglicht sogar das Scannen noch größerer Objekte. Damit ist diese CT-Anlage die zurzeit größte der Welt.

Die Objekte rotieren auf einem Schwerlastdrehteller. Kamera und Strahlenquelle tasten das Objekt synchron in vertikalen Bewegungen Zeile für Zeile ab. Durch die Rotation des Drehtellers erfasst die Kamera viele Betrachtungswinkel und schafft so die Basis für eine dreidimensionale Darstellung.

Crashtest im Röntgenbild

Mit dem XXL-CT lassen sich beispielsweise Elektroautos nach einem Crashtest analysieren. Bisher musste man die Objekte zeitaufwändig zerlegen, um Aufbau und Innenleben zu analysieren. Durch die zerstörungsfreie Röntgenprüfung lassen sich jetzt Struktur und Materialien des Objekts im Detail analysieren, die bislang unzugänglich waren, zum Beispiel ganze Batteriemodule. Die starke Röntgenstrahlung macht sogar Strukturen in dicht gepackten Akkus sichtbar.

Das CT-System mit Namen „RoboCT wurde in enger Kooperation mit Ingenieuren der BMW Group im Forschungs- und Innovationszentrums (FIZ) in München direkt an der Schnittstelle zwischen Entwicklung und Produktion installiert und im Juli 2018 in Betrieb genommen. Beim dortigen Aufbau umfahren vier kooperierende Roboter, die die bildgebenden Komponenten wie z.B. Röntgenquelle und -detektor korrespondierend bewegen, das Fahrzeug. Damit kann „RoboCT“ alle Positionen des Fahrzeugs erreichen. So ist das System in der Lage, dreidimensionale CT mit der Detailerkennbarkeit in der Größe eines menschlichen Haares zu erzeugen. Bisher mussten die entsprechenden Bauteile für eine solche Analyse zerlegt oder gar ausgesägt und in einem separaten CT-System untersucht werden.

Nächster Schritt: Kognitive Sensorsysteme

Langfristig ist es Ziel, nicht einfach wahl- oder lückenlos Materialdaten zu messen, sondern nur noch die relevanten Daten zu erfassen. Was relevant ist, entscheidet ein sogenanntes kognitives Sensorsystem selbst. Kunden bekommen eine Art hochflexible Blackbox geliefert. Teil dieser Box sind beispielsweise Roboter, die Zugriff auf unterschiedliche, sich selbst adaptierende Sensorsysteme haben und dann im weitesten Sinne selbst entscheiden, welche Methoden sie auf welche Weise nutzen. Der Roboter greift sich dann ein Röntgensystem, ein Luftultraschallsystem oder auch ein Thermographiesystem, um ganz bestimmte definierte Aufgaben zu lösen – und nicht nur, um etwas zu prüfen.

Halle 12.0 / 12-413

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS, Entwicklungszentrum Röntgentechnik, Thomas Kestler, D-Fürth, Tel.+49 911 58061-7611, thomas.kestler@iis.fraunhofer.de, www.iis.fraunhofer.de

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