Industriellen Computer- Tomografie - Eltroplan

Quality Analysis GmbH 

Kirchheimer Strasse 188 

73265 Dettingen/Teck 

info@quality-analysis.de, 

www.quality-analysis.de 

Dienstleistungszentrum für 

Industrielle Computer-Tomografie 

Präsentation 

über die 

Industriellen Computer- 

Tomografie 


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PE 02/2008 Seite: 1



Wer ist die Quality Analysis GmbH ? 

Januar-Juni 

2007 

Markt- 

Analyse 

Markt- 

Forschung 

Gegründet 

durch 

J. Faigle 

P. Ernst 

Juli-Dezember 

2007 

Gründungsfase 

Incl. 

Businessplan 






Mitarbeiter 

3 

1. Quartal 

2008 

Aufnahme 

des 

Geschäfts- 

Betriebs 

mit Inbetriebnahme 

der 

Maschine 

ZEISS 

225kV 

CT 

Zertifizierung 

nach 

DIN/ISO 

9001 

2. Quartal 

2008 

Aufnahme 

des 

Geschäfts- 

Betriebs 

Mit Inbetrieb- 

Nahme der 

Maschine 

Varian 

450kV 

CT 

Mitarbeiter 

6 

3. Quartal 

2008 

Erweiterung 

der Dienstleistung 

durch 

gießtechnische 

Beratung 

Beratung 

Mitarbeiter 

9 

4.Quartal 

2008 

Erweiterung 

des 

Geschäftsfeldes 

Tatikle Messtechnik 

Taktile MT 


nach 

TS 

17025 

1.Quartal 

2009 

Aufbau 

Und 

Inbetriebnahme 

Eines 

Restschmutz- 

Labores 

Restschmutzanalyse. 


nach 

DIN/ISO 

9100 

2. Quartal 

2009 


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Wie können wir Sie mit unserer 






Technologie unterstützen ? 

Wir möchten Sie nicht mit bunten Bildchen 

beliefern, sondern sehen uns als 

Unterstützungspartner bei der Verbesserung 

Ihrer Produkte. 


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Worin unterscheidet sich die 

CT zur taktilen Messtechnik ? 

Die CT setzt da an, wo die taktile 

Messtechnik aufhört. Sie macht das 

Innenleben der Bauteile sichtbar, kommt 

mit dünnwandigen und weichen 

Werkstoffen klar. 







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Was kann die CT ? 

Gestern: viele Messverfahren für ein 

Ergebnis 

Heute: Ein Messverfahren mit vielen 

Auswertemöglichkeiten 


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Datenerfassung (CT-scanning) 

• 2 Arten der Röntgentechnologie 

→Kegelstrahl-Verfahren 

→Fächerstrahl-Verfahren 

• 2 Arten der Bildaufnahme 

→Flachdetektoren 

→Zeilendetektoren 







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Datenflußprinzip 

VG StudioMax 

-Defektanalyse 

-Porositätsanalyse 

-Montagekontrolle 








Zeiss Calypso 

-messtechn. Auswertung 

-Soll/Ist Vergleich 

-Falschfarbenanalyse 

01001001001010100101010001010010101101 

01101010101010101010101010100101100101 

10101101010101010101010101010100101100 

10110101101010101010101010101010100101 

01010110101101010101010101010101010100 

10010101101011010101010101010101010101 

01010010101101011010101010101010101010 

00010100101011010110101010101010101010 

01000101001010110101101010101010101010 

10101000101001010110101101010101010101 

VG StudioMax 

3D Volumen Modell 

Reverse Engineering 

-messtechn. Auswertung 

-Soll/Ist Vergleich 

-Falschfarbenanalyse 

-FLÄCHENRÜCKFÜHRUNG 


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1. Vom realen 

Bauteil 








Entstehung der Daten 

2. über das 

Röntgenbild und die 

Punktewolke 

3. zum 3D 

Volumenmodell 

4. bis zu Analyse 

und Auswertung 


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Funktionsweise / CT-Prinzip 

Zeiss Metrotom 225 kV 

• Kegelstrahl-Verfahren mit Mikrofocus Röntgenröhre mit 225 kV 

• Flachdetektor mit Auflösung 1.024 x 1.024 

• Hochpräzisions-Rundtisch und frei programmierbarer Winkelsteps 

• 1 Röntgenbild pro Winkelstep → „X“-Röntgenbilder pro 360° 

z.B. bei 0,1° pro Winkelstep → 3.600 Röntgenbilder pro 360° 

• Ergebnis : rekonstruiertes 3D-CT-Volumenmodell 







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225 kV FLÄCHENDETEKTOR im Kegelstrahlverfahren 






Strahlenquelle 

Manipulator 

Flächendetektor 


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Werkstückbreite 

Werkstückhöhe 

Werkstückgewicht 

Technische Daten Zeiss 

Durchdringungstiefe in Stahl/Kupfer 

Durchdringungstiefe in Guss 

Durchdringungstiefe in 

Aluminium/Leichtmetalllegierung 

Durchdringungstiefe in Kunststoff 






Gut-Schlecht-Prüfung 




Messen 


Messen 


Messen 

Messen 

mm 

mm 

kg 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

225 kV 

Anlage 

ca. d=300-350 

ca. h=300 - 350 

70 



Funktionsweise / CT-Prinzip 

VARIAN Actis 800/450 kV 

• Fächerstrahl-Verfahren mit Röntgenröhre mit 450 kV 

• Zeilendetektor 1 mit Auflösung 1.024 Kanälen (große Messlänge) 

• Zeilendetektor 2 mit Auflösung 1.024 Kanälen (kleine Messlänge) 

• Hochpräzisions-Rundtisch für konstante Rotation 

• 1 Röntgenbild pro 360° pro Zeile → „X“-Röntgenbilder Scanbreite 

z.B. bei 0,1 mm Zeilenabstand → 1.000 Röntgenbilder pro 100 mm 

• Ergebnis : rekonstruiertes 3D-CT-Volumenmodell 







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450 kV ZEILENDETEKTOR im Fächerstrahlverfahren 






Strahlenquelle 

Manipulator 

Zeilendetektor 


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Technische Daten Varian 

Werkstückbreite 

Werkstückhöhe 

Werkstückgewicht 

Durchdringungstiefe in Stahl/Kupfer 

Durchdringungstiefe in Guss 

Durchdringungstiefe in 

Aluminium/Leichtmetalllegierung 

Durchdringungstiefe in Kunststoff 







Messen 


Messen 


Messen 


Messen 



mm 

mm 

kg 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

mm 

Detektor 250 D 

550 

1200 

100 



Welche Möglichkeiten bietet 






die Industrielle Computer 

Tomografie Ihrem Unternehmen ? 

Messtechnik (EMPB), Defektananlyse, 

Rissprüfung, Porositätsanalyse, 

Montagekontrolle, Wandstärkenanalyse, 

Reverse Engineering, Flächenrückführung 


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ROI-Wanddickenanalyse (3D) 






Untersuchung des Werkstückes auf 

eine bestimmte Wandstärke, 

hier 6,0 mm (von 5,85-6,25mm) 

Mit farblicher Darstellung der 

Wandstärke von 

5,85 mm rot bis zu 6,25 mm blau. 


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ROI-Wanddickenanalyse (3D) 







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ROI-Porositätsanalyse (3D) 






Darstellung der Fehlstellen und 

Lunker/Einschlüsse im 3D 

Volumenmodell mit 

TRANSPARTENTER OBERFLÄCHE 


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ROI-Porositätsanalyse (3D) 







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ROI-Rissprüfung bei entsprechenden 

Bauteilgrößen 






Rissdarstellung 

in einem Kunststoffteil 


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Untersuchung von montierten Baugruppen 







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Auswertung/Vermessung von kombinierten Materialien 

Kunststoff 

Metalleinlage 

Kunststoffteil mit Metalleinlage: 

Messaufgabe 

Abstand von der Mitte des Metallkörpers 

zur Mittelachse einer Kunststoffform 






Darstellung mit „ausgeblendetem“ 

Kunststoff 


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Auswertung/Vermessung von kombinierten Materialien 

Schwierigkeit: 

Trotz der Artefakte durch die 

Metalleinlage 

konnte mit Hilfe des Programmes 

VG Studiomax 

ein aussagefähiges Ergebnis erzielt 

werdem 







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Anwendungen anhand von Beispielen 

der Firma Eltroplan 







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Tomografie 

eines Chips 

mit 

Darstellung 

des 

INNEN- 

LEBENS 


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Durch 

Verschiebung 

des 

Histogramms 

werden die 

weichen 

Materialien 

ausgeblendet 


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Je weiter 

das 

Histogramm 

verschoben 

wird umso 

mehr 

verschwindet 

das weiche 

Material 


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Bis zum 

Schluß nur 

noch 

Materialien 

mit hoher 

Dichte 

übrig 

bleiben 


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Dadurch 

kann das 

Bauteil 

Schicht 

für 

Schicht 

abgetragen 

werden 


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Zoomfunktion: 

hier können 

die einzelnen 

Bonddrähte 

dargestellt 

werden und 

evtl. Fehler 

dargestellt 

werden 


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Tomografie eines 

Bauteils mit 

ALUMINIUM 

Bonddrähte. 

Diese Bonddrähte 

konnten jedoch 

tomografisch nicht 

dargestellt werden. 


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Mit Hilfe der Industriellen 

Computer Tomografie 

konnten an diesem Bauteil dem 

Hersteller 

nachgewiesen werden, dass die 

Bonddrähte nicht 

aus Gold oder Silber sondern aus 

einem weicheren 

Material in diesem Fall Aluminium 

bestehen. 


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Artefakte des harten Materials 

Aufgabe: Darstellung der Vergußmasse, feststellen ob die Platine komplett umgossen ist 


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Vorhandene Lufteinschlüsse in 

der Vergußmasse 

Schwierigkeit: hier musste mit niedriger kV Zahl gearbeitet werden, um die „weichen“Teile 

besser darstellen zu können 


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Ausblenden der weichen 

Werkstoffe und 

Darstellung der 

Metallanteile im Bauteil 









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Programm VG StudioMax mit 

Darstellung des 

Histogramms als Grauwertkurve 

und der Artefakte dir durch 

Röntgenstrahlung am Bauteil 

entstanden sind. 









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Messtechnische Auswertung 

• Basis ist die Kundenzeichnung oder Datensätze und 

zuordnungsfähige durchnummerierte Zeichnung mit 

den Prüfmerkmalen 

• Prüfbericht mit eindeutiger Zuordnung der 

Messmerkmale 

• Deckblatt zur Erstbemusterung 

• SOLL-IST- Vergleich der Geometrien und Maße 

• Darstellung mittels Regenbogen-Skala 

• Sondervereinbarungen 







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Ausrichtung z.B über 3-2-1 






3 Punkte über die Ebene 

2 Punkte über den Vektor 

1 Punkt über den Punkt 

Weitere Möglichkeiten sind z.B Best-Fit, RPS usw. 


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Auswertung über CT Daten 







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Auswertung über STL Modell 







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Output → was kommt raus 

• Präsentationsmöglichkeit mittels VGI Viewer durch 

Vorstellung von QA beim Kunden oder durch den 

Kunden selber 

• Ergebnispräsentation durch Bilddarstellung in 

PowerPoint integriert mit Kommentaren oder durch 

Einzelbilder 

• Präsentation durch „Movie-Darstellung“ und gezielte 

Fehleransteuerung im Movie 

• Fehlerprotokoll mit Qualifizierung und Quantifizierung 

der Fehler, bzw. Porositäten 

• Sondervereinbarungen 







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Erstbemusterung durch SOLL/IST 

Vergleich 



Aufwändige Kunststoffteile oder Grußteile müssen 

nicht zwangläufig schon bei ersten Guß oder nach dem 

ersten Spritzversuch komplett Erstbemustert werden. 

Oft reicht auch ein „einfacher“ Soll/Ist Vergleich um die 

ersten Korrekturen am Werkzeug vornehmen zu können. 

Nach Gutbefund werden nur noch die Funktionsmasse 

über den Erstmusterprüfbericht (massliche Auswertung) 

bewertet. 

Dies senkt die Kosten für die Erstellung 

einen Prüfplanes für den EMPB 







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Reduzierung von Änderungskosten 

bei neuen Prüfmerkmalen 

Bei der Tomografie sind alle Daten vorhanden. 

Sollte sich im Engineeringsprozess feststellen, 

dass weitere Messpunkte notwendig werden, 

muß das Bauteil nicht wie in der taktilen 

Messtechnik nochmals aufwendig 

aufgespannt werden, sondern 

ist wird nur eine Anpassung 

des Prüfplan durchgeführt. 

Die Vermessung von neu 

hinzugekommen Prüfmerkmalen 

erfolgt OHNE das Bauteil 









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Komplette Vermessung des Bauteils 

statt nur die Vermessung der 

Veränderungen 



Werden am Bauteil Veränderungen vorgenommen 

kann der existierende Prüfplan einfach angepasst 

werden und es wird dann NOCHMALS das komplette 

Bauteil vermessen.. 

Es werden alle Prüfmerkmale neu 

vermessen, somit wird sichtbar ob sich 

bei Bauteilveränderung auch ein 

anderes Prüfmerkmal verändert 

hat 







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Zusammenfassung: 

•Wir sehen die CT als unterstützendes Tool für Ihr Engineeringsprozess 

•Die CT will die taktile Messung nicht ersetzen 

•Mit der CT kann Ihr Bauteil zerstörungsfrei beurteilt werden 

•Die CT kann Sie unterstützen Ihr Produkt schneller auf den Markt bringen 

•Mit CT als unterstützendes Tool können Entwicklungszeiten verkürzt werden 

•Mit CT als unterstützendes Tool können Entwicklungskosten reduziert werden 


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Vielen Dank für Ihre 






Aufmerksamkeit. 

Für Fragen stehen wir Ihnen 

gerne und in ausreichender 

Zeit zur Verfügung. 


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Industriellen Computer- Tomografie - Eltroplan

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