Zerstörungsfreie 3D Prüfung innen- und außenliegender Geometrien

Die CT-Messtechnik vereint in sich die Vorteile der Messtechnik und Röntgen-Computertomographie (CT). Die Röntgentechnik wurde seit Langem für industrielle Anwendungen genutzt. Bei der Röntgen-CT werden verschiedene 2D-Röntgenbilder durch das Durchleuchten des Prüfobjekts aus mehreren Richtungen erstellt. Die Röntgenstrahlen erfassen die gesamte außen- und innenliegende Geometrie. Die CT-Software berechnet unter Verwendung der 2D-Röntgenbilder ein dreidimensionales Modell des Prüfobjekts. Das Modell kann verwendet werden, um dimensionale Merkmale, wie Größe, Lage und Form, zu messen, vollständige Teil-gegen-CAD-Prüfungen durchzuführen, Schnittdaten sowie Form- und Lagetoleranzen zu analysieren und zu protokollieren.

Absolute Genauigkeit von 9 μm + L/50 und 2 μm Merkmalserkennung

Das MCT225 bietet eine absolute Genauigkeit von 9 μm + L/50 sowie eine Merkmalserkennung im Bereich von 2 μm. Die „absolute Genauigkeit“ garantiert Messgenauigkeit, ohne zeitraubende vergleichende Scans oder Referenzmessungen durchführen zu müssen. Die Prüfobjekte werden einfach auf einem Drehtisch in der Kabine platziert und gemessen. Das CT-Prüfsystem wird mit Genauigkeitsstandards vorkalibriert, die auf das britische National Measurement Institute (NPL) rückführbar und gemäß der Richtlinie VDI/VDE 2630 „Computertomographie in der dimensionellen Messtechnik“ verifiziert sind.

Herzstück des MCT225-Prüfsystems ist die im Hause Nikon Metrology entwickelte 225 kV Mikrofokusröntgenröhre. Sie erzeugt unglaublich scharfe Bilder mit extrem geringem Rauschen und ermöglicht eine bis zu 150-fache Vergrößerung mit einer Merkmalserkennung im Bereich von 2 µm.

Äußerst präzise Mechatronik erhöht die Manipulatorgenauigkeit

Das MCT225 ist mit einem voll programmierbaren, sehr leistungsfähigen 5-Achsen-Manipulator ausgestattet. Der Manipulator wurde per Finite-Elemente-Analyse (FEA) optimiert. In die Konstruktion des Manipulators sind 50 Jahre Erfahrung in der Entwicklung von Koordinatenmessgeräten eingeflossen, sodass eine äußerst präzise Handhabung der Prüfobjekte gewährleistet ist.

Lineare Präzisionsführungen und die Korrektur von Achsenverfahrfehlern sorgen für präzise und wiederholbare Bewegungen innerhalb der temperaturkontrollierten Kabine. Hochauflösende optische Wegmesssysteme ergänzen diese Strategie, die auf maximale Präzision ausgerichtet ist. Die Röntgenbilder, die von einem hochauflösenden 4-Megapixel Detektor: aufgenommen werden, bilden die Basis für die hochleistungsfähigen digitalen Bildgebungs- und Bildverarbeitungsverfahren dieses Systems.

• Der leistungsfähige Manipulator kann Prüfobjekte bis zu einem Gewicht von 5 kg handhaben, die in ein Messvolumen von 250 mm Durchmesser und 450 mm Höhe passen.
• Langer Manipulator-Verfahrweg: 480 mm in X-Richtung, 450 mm  in Y-Richtung, 730 mm in Z-Richtung und 360° Drehung

Einfache manuelle Bedienung und automatisierter Prozessablauf

Der einzigartige CT-Assistent führt den Bediener nacheinander durch alle Arbeitsschritte – vom Laden des Prüfobjekts bis hin zum abschließenden Prüfbericht. Die Einstellungen werden automatisch für beste Genauigkeit und Bildqualität optimiert, ohne Abstriche bei der Produktivität zu machen. Durch die beschleunigte Rekonstruktion des Objektvolumens mithilfe von optimierten Grafikkarten reduziert sich die Zeit für den gesamten Prozess von Stunden auf Minuten.

Mithilfe von Makros können Arbeitsschritte, wie beispielsweise wiederholte Erfassungen von CT-Daten, automatisiert werden. Nach der Aufzeichnung eines Makros platziert der Bediener das Prüfobjekt auf dem Manipulatortisch und startet den Vorgang. Das MCT225 System bewegt das Prüfobjekt automatisch, während die Röntgenbilder aufgenommen werden. Wenn die Aufnahme der Bilder abgeschlossen ist, kann der Bediener das Prüfobjekt wechseln und den Vorgang erneut starten.

Leistungsfähige Bildgebungs- und Analysefunktionen ermöglichen detaillierte Einblicke

Der einzigartige CT-Assistent führt den Bediener nacheinander durch alle Arbeitsschritte – vom Laden des Prüfobjekts bis hin zum abschließenden Prüfbericht. Die Einstellungen werden automatisch für beste Genauigkeit und Bildqualität optimiert, ohne Abstriche bei der Produktivität zu machen. Durch die beschleunigte Rekonstruktion des Objektvolumens mithilfe von optimierten Grafikkarten reduziert sich die Zeit für den gesamten Prozess von Stunden auf Minuten.

Die Berichts- und Analysefunktionen umfassen:

• Teil-gegen-CAD-Vergleich mit Farbkodierun
• Oberflächenmessung auf Basis von Flächen- und Voxeldaten
• Messung von Geometriemerkmalen
• Form- und Lagetoleranzen (GD&T)
• 3D-Volumenansicht des Prüfobjekts

Derselbe Datensatz kann problemlos für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (Defektoskopie und Qualimetrie - NDT) verwendet werden.

Vielseitige Effizienz für verschiedenste Anwendungen

Das MCT255 ist ein unverzichtbarer Aktivposten für Hersteller, die von kürzeren Vorlauf- und Messzykluszeiten profitieren möchten. Die leistungsstarke Röntgenquelle und der hochleistungsfähige Manipulator in Kombination mit der hohen Vergrößerung und der detaillierten Merkmalserkennung stellen eine Lösung dar, die unterschiedlichsten Anwendungen gerecht wird.

Hersteller von Spritz- und Metallgussteilen können ihre Fehlerkorrekturzyklen während der Werkzeugherstellung und dem Anlaufen der Produktion erheblich verkürzen und damit die Zeit bis zur Markteinführung neuer Produkte beschleunigen. Schrumpfungs-, Verformungs- und Maßhaltigkeitsfehler sind dank klar verständlicher Prüfprotokolle eindeutig identifizierbar und machen Korrekturmaßnahmen einfacher.

Neue Produktionstechnologien wie die additive Fertigung ermöglichen die Herstellung kleiner, hochkomplizierter Teile, die nicht mehr mit taktilen Messsystemen oder optischen Sensoren geprüft werden können. Auch hier bietet das MCT225 die Möglichkeit der Messung und Analyse dieser Komponenten in einem einzigen zerstörungsfreien Prozess.

Die 225kV und 225kW Mikrofokusröntgenröhre durchstrahlt unterschiedlichste Materialien mit höchster Präzision.. Bis zu welcher Dicke das Prüfobjekt vollständig von den Röntgenstrahlen durchstrahlt werden kann, ist von der jeweiligen Materialdichte abhängig.

• Materialdurchstrahlung: Kunststoff 170 mm, Aluminium 75 mm und Eisen 15 mm. Weitere geeignete Werkstoffe sind u.a.: Stahl, Keramik, Kohlefaser und Holz.
• Der leistungsfähige Manipulator kann Prüfobjekte bis zu einem Gewicht von 5 kg handhaben, die in ein Messvolumen von 250 mm Durchmesser und 450 mm Höhe passen.

Geringe Betriebskosten durch Open-Tube-Technologie (offene Röntgenröhre)

Die Open-Tube-Technologie der neuen, im MCT225 integrierten Röntgenquelle reduziert die Betriebskosten. Der schnelle, einfache Austausch des Filaments in der wartungsfreundlichen offenen Röntgenröhre bedeutet eine Zeit- und Kostenersparnis.