Kompakt-Mikro-Computertomograph (CT-MINI) mit Analysesoftware für Volumenbilder (MAVI)

Materialeigenschaften werden nicht zuletzt durch die Mikrostruktur bestimmt. Es gibt daher ein wachsendes Interesse an der geometrischen Charakterisierung der Mikrostrukturen, insbesondere auch bei sehr weichen, brüchigen oder hoch porösen Materialien, die konventionellen mikroskopischen Methoden nicht zugänglich sind.

Die Entwicklung der Computertomographie mit immer besserer Auflösung, größeren Bildausschnitten und schnelleren Rekonstruktionen macht die Aufnahme räumlicher Bilddaten für viele Anwendungsfelder interessant. Ein Tomographieverfahren ist die Röntgen-Computertomographie (CT), die zerstörungsfrei und berührungslos die innere Struktur eines Prüfobjekts wiedergeben kann. Mit dem System CT-MINI steht eine schlüsselfertige, direkt in der Qualitätssicherung einsetzbare Kompaktanlage zur industriellen Röntgen-Computertomographie von kleinen Objekten von Verfügung.

Das Prüfteil liegt ohne komplizierte Befestigung auf einem Drehteller. Der sich kegelförmig ausbreitende Röntgenstrahl durchdringt das Teil und wird von einem Flachbilddetektor ausgewertet. Alle Justagen und Bewegungen werden von der Systemsoftware selbsttätig vorgenommen. Das Volumen wird in Querschnitten oder 3D-Ansichten visualisiert. Die Bewertung der Ansichten kann automatisch mit speziellen Programmen erfolgen. Insbesondere kann auch ein automatischer Soll-Ist-Abgleich mit CAD-Daten erfolgen oder Oberflächendaten für die Weiterverarbeitung in CAD-Systemen erzeugt werden.

Die durch CT-MINI entstehenden Volumenbilder, die im Gegensatz zu 2D-Bildern von Schnitt- oder Bruchflächen, die volle Information über die räumliche Mikrostruktur enthalten, können mit der Software MAVI (Modular Algorithms for Volume Images) analysiert, modelliert und visualisiert werden. MAVI ist speziell für die Analyse der komplexen Mikrostruktur von Werkstoffen (wie Polymer-, Metall- und Keramikschäume, Sintermaterial, Beton) konzipiert, kann aber auch dreidimensionale Bilder anderer Strukturen wie z. B. Knochen oder Schnee erfassen und verarbeiten. Sie erkennt Volumen, Oberfläche, Krümmungsintegrale und die Eulerzahl für die vollständige Struktur oder für einzelne Objekte, findet Anisotropien und bevorzugte Richtungen und bestimmt deren Stärke. Für offenporige Schäume gibt es eine eigene Analysefunktion.

Für einige komplexe aber häufig benötigte Anwendungen wie die Entfernung von Rauschpartikeln oder die Trennung zusammenhängender Objekte wurden die Algorithmen zu benutzerfreundlichen Modulen zusammengefasst.

Die Software ist plattformunabhängig und verfügt über mehrere Visualisierungsmöglichkeiten für Volumenbilder. Aufgrund des modularen Aufbaus lässt sich MAVI einfach erweitern, um speziellen Anforderungen gerecht zu werden.

Das System wird auf der Control 2006, 9.-12. Mai, in Sinsheim (Halle 6, Stand 6306) vorgestellt.

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Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.