Die Röntgen-Computertomographie (CT) ermöglicht dreidimensionale Einblicke in das Volumen von Werkstoffen, Bauteilen bis hin zu komplexen Mikrosystemen. Sie ist damit branchen- und anwendungsübergreifend zu einem wichtigen Werkzeug in der Qualitätssicherung und technischen Forschung und Entwicklung geworden. Hochauflösende Detektoren und leistungsstarke Röntgenquellen in modernen Mikro-CT-Systemen (µCT) erlauben skalenübergreifende 3D-Strukturanalysen und Vermessungsaufgaben mit hoher Genauigkeit. Ziel des Vorhabens ist die Erweiterung der Forschungsinfrastruktur und spezifischen Kompetenz durch die Beschaffung und nachhaltige Integration eines µCT an der THU. Durch den zukunftsweisenden Ausbau der Gerätetechnik wird die Lücke zu den vorhandenen Verfahren der Materialmikroskopie und Fertigungsmesstechnik geschlossen und neue Perspektiven in den Forschungsfeldern Werkstoffwissenschaften, Fertigungstechnologien, Medizintechnik / Biotechnologie, Reverse Engineering und Energiespeichersysteme eröffnet.
Das Forschungsgroßgeräteprojekt "InSightTHU"
Im Rahmen der Ausschreibung "Forschungsgroßgeräte an Hochschulen für angewandte Wissenschaften 2024" im EFRE-Programm Baden-Württemberg 2021 bis 2027 (VwV EFRE FEIH 2021-2027) wurde seitens der Technischen Hochschule Ulm das Forschungsgroßgeräteprojekt "InSightTHU" zur Beschaffung eines modernen, hochauflösenden µCT beantragt. Das Vorhaben wurde genehmigt und mit einer Zuwendung von insgesamt 850.000 € gefördert, die zu 40% aus EU-Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und zu 60% aus Mitteln des Ministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg getragen wurde. Bestimmungszweck des geförderten Forschungsgroßgerätes ist die hochaufgelöste, dreidimensionale Struktur- und Gefügeanalyse sowie Bauteilvermessung in der angewandten Forschung der Technischen Hochschule Ulm und steht damit allen Forschenden der Hochschule gleichermaßen zur Verfügung. Das Vorhaben wird von Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger geleitet.
Unser Computertomograph Zeiss METROTOM 1500 G3
Im Zuge eines europaweiten Vergabeverfahrens erhielt die Firma Carl Zeiss Microscopy Deutschland GmbH den Zuschlag zur Lieferung eines industriellen Computertomographen vom Typ Zeiss METROTOM 1500 G3. Das Gerät verfügt über eine Mikrofokus-Röntgenröhre mit einer Beschleunigungsspannung von 225 kV und einer maximalen Röntgenleistung von 500 W. Der in einem Abstand von 1500 mm montierte Detektor mit einer Detektorfläche von 430 x 430 mm liefert eine Auflösung von 3072 x 3072 Pixel. Die minimale Brennfleckgröße liegt bei 7 µm. Damit liefert das Gerät die Möglichkeit hochauflösende Scans im Mikrometerbereich an Kleinstobjekten bis hin zu Grobstrukturanalysen an großen Bauteilen mit einer Höhe von bis zu 800 mm und einem Bauteilgewicht von bis zu 50 kg durchzuführen. Das Röntgenvollschutzgerät ist mit einer Reihe soft- und hardwareseitiger Features zur Vermeidung von Aufnahmeartefakten ausgestattet. Die Auswertung der Volumendatensätze erfolgt mittels der Software Zeiss INSPECT X-Ray an einer Hochleistungs-Workstation. Für Messaufgaben verfügt das System über eine Antastabweichung (SD) von 4,5 + L/50 µm sowie eine Längenmessabweichung (PS) von 3 µm nach VDI/VDE 2630 Blatt 1.3. Das Gerät und wird von einem speziell geschulten Team unter der Leitung von Prof. Häger betreut.
Gemeinsam mit unserem Rasterelektronenmikroskop vom Typ Zeiss SIGMA VP und der weiteren Laborinfrastruktur im Bereich der Materialmikroskopie und Fertigungsmesstechnik bildet es die wesentliche Basis des im Aufbau befindlichen "Forschungsgroßgerätezentrum für hochauflösende bildgebende Verfahren und 3D-Messtechnik" an der THU.
Anwendungsfelder der industriellen Computertomographie an der THU
Als Forschungsgroßgerät kommt unser µCT in unterschiedlichen Bereichen der angewandten Forschung zum Einsatz. Die aktuellen Anwendungsfelder entstammen vorwiegend den Materialwissenschaften, der Medizintechnik, Fügetechnologie und Energietechnik. Grundsätzlich stehen die neuen Möglichkeiten der dreidimensionalen Strukturanalyse und Bauteilvermessung aber allen Forschenden der Hochschule offen. Auch bringen wir die Technologie gerne in bestehende und neue Kooperationen mit unseren regionalen und überregionalen Partnern aus Forschung und Wirtschaft mit ein. Wenden Sie sich gerne mit Ihrer Anfrage direkt an den Projektleiter Prof. Dr.-Ing. Andreas Häger.
Beispiele einiger unserer bisherigen Anwendungsfelder der Computertomographie an der THU:
- Dentaltechnik: Hochauflösende Bauteilvermessung und Detektion von Schädigungsmechanismen in Dentalimplantaten
- Fügetechnologie: Schweißnahtprüfung an Laser- und Rührreibschweißverbindungen
- 3D-Druck: Porenanalyse an additiv gefertigten Metallbauteilen (Verfahren SLM, LMT und MF3)
- Gießereitechnik: Porenanalyse und 3D-Geometrieabgsleich von Leichtmetall-Sandgussbauteilen
- Klebtechnik: Positionsbestimmung und Visualisierung der Klebstoffverteilung
- Leichtbau: Rissdetektion in CFK-Bauteilen
- Energietechnik: Strukturanalyse und Defektsuche in Lithium-Ionen-Akkus
- uvm...
