Industrielle Computertomographie
Die Computertomographie (CT) ist ein zerstörungsfreies, computergestütztes Röntgenverfahren zur Untersuchung der Mikrostruktur von Multikomponentenmaterialien und zur graphischen Rekonstruktion dieser Struktur in einem 3D-Regime. Die CT ist derzeit die einzige Methode, die die direkte Beobachtung und Analyse der inneren und äußeren Mikrostrukturen von Objekten, sowohl organischer als auch anorganischer Zusammensetzung ohne umfangreiche Probenvorbereitung (z.B. Trennen und Schleifen) ermöglicht. Die limitierenden Anforderungen an Probengröße und –form, der zu untersuchenden Objekte, sind weitaus geringer für die CT im Vergleich zu anderen hochauflösenden Bildgebungsverfahren. Die CT kann verwendet werden, um das Innere von verschiedenen Materialkomponenten (Korngröße, Einschlüsse, Störungen, und andere Inhomogenitäten) und unterschiedliche Defekte (z.B. Porosität, Klüfte/Risse) aufzuzeigen. Diese inneren Strukturdetails können mittels 3D-Digitalrekonstruktion visualisiert werden. Seit Januar 2020 verfügt das Institut Mineral Resources Engineering (MRE), an der RWTH Aachen über ein neu eingerichtetes, betriebsfähiges CT-Labor. Der vorhandene CT-Scanner „ProCon CT-Alpha“ ist so konzipiert, dass er verschiedenen Forschungsbereichen, wie der Geologie, Biologie und Archäologie sowie der Ingenieurwissenschaft, gerecht wird. Die CT kann zur Bestimmung der Mikrostrukturen von Erzen, Gesteinen, Fossilien, Beton und Baumaterialien verwendet werden. Ihr Einsatz ist ebenso zur Material- und Schadensanalyse industrieller Produkte einschließlich Kunststoffen, Holzwerkstoffen, Baumaterialien, Metallen und hybriden Verbundwerkstoffen möglich.
Technische Ausstattung
- Röntgenröhre des Modells „XWT-240-TCHE Plus“, mit maximalem Energiebereich von 240 kV
- Leistung bis zu 50 W
- Detektorsystem XRD 1611 AP3, mit 4064 x 4064 Pixel, jedes Pixel ist 100 μm
- Bis zu 3 Mikron Voxelgröße
- 5-Achsen-System X-Y-Z-Rotation-Tilting zur Präzisionspositionierung
- Verschiedene W-Targets für hohe Auflösung und Leistungregime
- Software: VG Studio MAX 3.5, ORS Dragonfly 2022.1
- 3D-Drucker für die Fertigung von hochpräzisen Probenhaltern
Probenanforderung
- Stichprobengröße: max. 60 cm (größte Dimension)
- Probengewicht: max. 15 kg
Anwendungsbereiche
- Visualisierung und Rendering von Mineralen, Erzen, Gesteinen, Fossilien, Reststoffen, Baustoffen (z.B. Beton), Faserverbundstoffe, etc. in 3D
- Quantitative Analyse des Mikrogefüges des zu untersuchenden Materials (z.B. Mineralverteilung, Korngröße, Porenraum, Kornform, Mineralvolumina)
Publikationen
Krebbers, L., Gainov, R., Lottermoser, B. G., Lohmeier, S., & Hennig, A. (2021). Applications of Industrial Computed Tomography in the Mining Sector. Mining Report, 157 (4).
Gainov RR, Lottermoser BG, Kolobov S, Szabo G. Computed tomography of gold ore from the Porgera mine, Papua New Guinea: implications for acid rock drainage prediction. Book of Abstracts of the 10th Conference on Industrial Computed Tomography, Wels, Austria (iCT 2020), pp.215-216.
Gainov RR, Faidel D, Behr W, Natour G, Pauly F, Willms H, Vagizov FG Investigation of LPBF A800H steel parts using Computed Tomography and Mössbauer spectroscopy. Additive Manufacturing, 2020, vol. 32, 101035.
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