Der Einsatz von modernen Technologien zur Materialanalyse erfährt durch die Entwicklungen im EXCITE-Netzwerk einen erheblichen Aufschwung. Wie die Technische Universität Bergakademie Freiberg berichtet, ist der Röntgentomograf des Instituts für Materialien und Verfahren der Angewandten Technik (MVTAT) nun Teil dieses innovativen Netzwerks. Diese Integration ermöglicht es Forschern, ihre Proben gezielt zu untersuchen und die Struktur von Materialien in hochauflösenden 3D-Modellen darzustellen. Dieses Verfahren ist entscheidend, um auf Millimeter- oder Mikrometer-Ebene Einblick in die Partikelstruktur zu erhalten, was für das Verständnis und die gezielte Anpassung von Materialeigenschaften von zentraler Bedeutung ist.
Die quantitativen Auswertungen der Bilddaten spielen eine fundamentale Rolle in der wissenschaftlichen Arbeit. Besonders wertvoll sind die erzeugten Datensätze im Kontext datengetriebener Methoden und Künstlicher Intelligenz. Interessierte Forscher können sich um Forschungszeit an den Messgeräten bewerben, wobei der Zugang zur Infrastruktur niedrigschwellig gestaltet ist. So besteht die Verpflichtung, die gewonnenen Forschungsdaten in einer offenen Datenbank, wie dem sächsischen Forschungsdatenmanagement SaxFDM, zur Nachnutzung bereitzustellen.
Vorteile der Röntgen-Computertomographie
Die Röntgen-Computertomographie (CT), wie sie auch in der Industrie zunehmend Anwendung findet, liefert eine hohe Informationsdichte über Materialkenngrößen wie Porosität sowie Gestaltabweichungen. Die Methode basiert auf dem Prinzip, dass ein Bauteil mit Röntgenstrahlen durchleuchtet und um 360° gedreht wird. Aus den generierten Durchstrahlungsbildern wird dann ein dreidimensionales Abbild des Objekts erstellt. Die Fraunhofer-Vision betont, dass diese Technologie für die schnelle Produktentwicklung sowie die Qualitätssicherung essenziell ist und das Potenzial, speziell bei komplexen, additiv gefertigten Bauteilen, in den nächsten Jahren entscheidend zunehmen wird.
Ein wichtiger Vorteil der CT ist die vollständige Erfassung der Bauteilgeometrie, ohne dass der Prüfling zerstört oder aufwendig präpariert werden muss. Die Messgenauigkeit wird dabei durch verschiedene Faktoren beeinflusst, darunter Material, Größe und Form des Objekt sowie die Auflösung des Röntgendetektors. Hiervon profitieren zahlreiche Industriezweige, unter anderem die Luftfahrtindustrie und der Automobilbau.
Zerstörungsfreie Werkstoffprüfung
Eine weitere innovative Methode zur Materialprüfung stellt die Wirbelstromprüfung dar, die in der Technischen Universität München beschrieben wird. Diese Technik funktioniert ohne Koppelmittel und erfordert keine besonderen Strahlenschutzmaßnahmen, was sie ideal für die Integration in industrielle Fertigungsprozesse macht.
Die Wirbelstrommethode nutzt ein wechselndes Magnetfeld, welches Wirbelströme im Material induziert. Ein Sensor detektiert die Wirbelstromdichte, wobei gemessene Parameter wie Amplitude und Phasenverschiebung prägnante Einblicke in die Materialeigenschaften bieten. Diese Methode eignet sich besonders für die Prüfung metallischer Werkstoffe und schwach leitfähiger Materialien, sodass sie in vielen Bereichen, einschließlich der Energieerzeugung, hohes Potenzial entfaltet.
Insgesamt zeigt sich, dass die Kombination aus Röntgentomographie und modernen Prüfungstechniken wie der Wirbelstromprüfung wertvolle Möglichkeiten für die Forschung und Industrie bereitstellt. Durch die bereitgestellten Daten und die Zusammenarbeit im EXCITE-Netzwerk wird langfristig die Zugänglichkeit und Verwertbarkeit der gewonnenen Informationen gewährleistet, was der wissenschaftlichen Community zugutekommt.