2D/3D-Microfocus-Tomograph (µCT) für die zerstörungsfreie 3D-Röntgeninspektion und -Rekonstruktion mit einer Auflösung im Mikrometerbereich und großen Bauraum

• Fachliche Zuordnung: Mechanik und Konstruktiver Maschinenbau
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 447276734

Es soll ein leistungsstarker 2D/3D-Mikrotomograph für die hochaufgelöste Röntgeninspektion von polymeren, keramischen und metallischen Bauteilen beschafft werden. Die zerstörungsfreie, ortsaufgelöste Darstellung von Bauteilen mit hoher Auflösung ermöglicht eine schnelle und genaue Beurteilung von Systemen ohne das Bauteil/System für weitere Untersuchungen und Einsätze zu schädigen. Im Rahmen der Anschaffung ist vor allem der Einsatz bei der Inspektion von additiv gefertigten Bauteilen und zur Ermittlung von Fehlern in den Bauteilen vorgesehen, für die Untersuchung gedruckter elektronischer Bauteile und der Analyse von Knochen und weiter biologischer Strukturen für die Umsetzung in technische Systeme gemäß bionische Prinzipien. Außerdem soll das anzuschaffende Gerät zur Inspektion monolitischer Mehrschichtkeramiken genutzt werden sowie bei der Untersuchung von Faserverbundmaterialien und Beschichtungen. Zudem ist vorgesehen die hohe Auflösung des Geräts zu nutzen, um den Laminataufbau von Brennstoffzellen und Batterien zu untersuchen. Alle diese Untersuchungen sind im Rahmen von laufenden und geplanten Forschungsprojekten an der Technischen Hochschule Nürnberg vorgesehen. Die Ergebnisse sollen zum Teil direkt in die Forschungsvorhaben der bestehenden Forschungsgebiete einfliessen, aber auch die Möglichkeit eröffnen, mit den Messungen die Modellierung von Materialien und Bauteilen durch zu führen.Aufgrund der großen Breite an angestrebten Materialien im Forschungsbereich additiver Fertigung (Polymere, Leichtmetalle und Stahl) und den teilweise recht großen Baugruppen (Durchmesser bis zu 30 cm und Höhe bis zu 50 cm) ist einerseits ein großer Bauraum notwendig bei gleichzeitig hoher Leistung der Röntgenanlage. Je nach Material können so große Bauteile mit niedriger Auflösung oder kleine Bauteile mit hoher Auflösung zu untersuchen. Für die gedruckte Elektronik und die Brennstoffzellen-/Batteriesysteme sind dagegen sehr hohe Auflösungen wünschenswert wobei die Bauteile eine eher geringe zu durchstrahlende Dicke aufweisen. Die keramischen Bauteile sowie die biologischen Materialien liegen in den Anforderungen zwischen diesen beiden Extremen. Um die Anwendung des Geräts für alle diese Fragestellungen zu ermöglichen soll eine flexible einsetzbares Gerät angeschafft werden, mit nur einer Röhre um spätere Gerätekosten zu minimieren.Der Haupteinsatz des Geräts wird in der Forschung sein, es ist aber auch vorgesehen Studenten, die in den Forschungsprojekten im Rahmen ihrer Studienleistungen mitarbeiten, die Möglichkeit zu geben sich mit dieser Untersuchungsmethode bekannt zu machen, die in der Forschung wie auch in der Qualitätssicherung bei der Fertigung immer häufiger eingesetzt wird.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 2D/3D-Microfocus-Tomograph
• Gerätegruppe: 4070 Spezielle Röntgengeräte für Materialanalyse, Strukturforschung und Werkstoff-Bestrahlung
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Michael Koch