Industrielle Computertomographie (CT) & ZfP für additive Sicherheitsbauteile
Leitfaden zur zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) in der additiven Fertigung: Mikro-CT-Scan, Porenanalyse, Wanddickenmessung und Soll-Ist-Vergleich nach ASTM E3166.
In der additiven Metallfertigung können herkömmliche ZfP-Methoden wie Ultraschall oder Wirbelstromprüfung an komplexen Freiformflächen und innenliegenden Hohlräumen versagen. Die industrielle Computertomographie (Mikro-CT / Industrielle Röntgen-CT) ist das einzige Verfahren, das Bauteile vollständig durchstrahlt, dreidimensional rekonstruiert und Mikroporen ab 10 µm, Bindefehler, Pulverreste und geometrische Soll-Ist-Abweichungen zerstörungsfrei nachweist.
- Einzige ZfP-Methode zur lückenlosen 3D-Volumenerfassung von internen Kanälen und Kavitäten.
- Quantitative Porenanalyse nach DIN EN ISO 5579 und ASTM E3166 für Luftfahrt und Medizintechnik.
- Erkennt unverfestigtes Restpulver in tiefen Hohlräumen vor dem Serieneinsatz.
Technische Kennwerte & Verfahrensvergleich
ISO/ASTM 52900| ZfP-Verfahren | Industrie-CT (Röntgen) | Ultraschallprüfung (UT) | Fluoreszierende Eindringprüfung (FPI) |
|---|---|---|---|
| Interne Poren & Fehler | Ja, vollständiges 3D-Volumen | Eingeschränkt (Zugänglichkeit nötig) | Nein (nur oberflächenoffene Fehler) |
| Wanddickenmessung innen | Ja, farbcodierte Wanddickenkarte | Nur punktuell an ebenen Flächen | Nein |
| Eignung für Gitterstrukturen | Exzellent | Unmöglich (Schallstreuung) | Unmöglich |
| Prüfaufwand / Kosten | Höher (Investition / Lohnscan) | Moderat | Gering |
Messprinzip: Von der 2D-Projektion zum 3D-Voxelmodell
Das Bauteil rotiert auf einem Drehtisch zwischen einer Mikrofokus-Röntgenröhre und einem digitalen Flachbilddetektor. Mehrere Tausend 2D-Röntgenbilder werden aus allen Winkeln aufgenommen. Leistungsfähige Rekonstruktions-Algorithmen (Feldkamp-Davis-Kress) berechnen daraus einen dreidimensionalen Datensatz aus Voxeln (dreidimensionale Pixel). Dichteunterschiede (Pore vs. Metall) werden über Grauwerte mikrometergenau visualisiert.
Quantitative Porenklassifizierung nach ASTM E3166
CT-Software unterscheidet sphärische Gasporen (hervorgerufen durch Schutzgaseinschlüsse im Pulver, rund und unkritisch) von scharfkantigen Bindefehlern (Lack of Fusion, unzureichende Laserüberlappung, extrem ermüdungskritisch). Für Luftfahrtzertifizierungen (Nadcap) wird das Gesamtporenvolumen in Prozent sowie der maximale Porendurchmesser exakt auditiert.
Häufig gestellte Fragen (FAQ)
Bis zu welcher Bauteilgröße können Metalle per CT durchstrahlt werden?
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