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InlineCT - Inline-Computertomographie Prüfung von medizinischen und Hochpräzisionsspritzgusswerkstücken
Projektleitung
	Dr.-Ing. Carsten Bellon BAM - 8.5 Röntgenbildgebung E-Mail: Carsten.Bellon@bam.de
Beteiligte BAM-Fachbereiche
	BAM - 8.5, Röntgenbildgebung
Förderstruktur
	Bund - Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) - Industrielle Gemeinschaftsforschung (IGF)
Projektbeginn
	01.02.2022
Projektende
	30.09.2024
Projektart
	Realisierte Antragsforschung
Themen-/Aktivitätsfeld
	THEMENFELD Analytical Sciences, * Zerstörungsfreie Prüfung und Spektroskopie
Abstract
	Die Relevanz einer 100%-Produktionsprüfung hat in der Kunststoffbranche in den vergangenen Jahren durch die wachsenden Ansprüche in den Qualitätsnormen stark zugenommen. Speziell im Bereich des medizinischen Kunststoffspritzgusses sehen sich Hersteller mit sehr hohen Anforderungen an die Produktzuverlässigkeit und Lebensdauer der Spritzgusswerkstücke konfrontiert. Dieser Prüfdruck wird aktuell mit sehr zeitintensiven und fehleranfälligen Verfahren bewältigt. Momentane Inline-CT Systeme sind nicht in der Lage im Takt der Fertigung zu prüfen. Im Projekt soll ein innovatives Inline-CT System zur Defektanalyse von Spritzgusswerkstücken entwickelt werden. Das Positioniersystem der Röntgenkomponenten wird robotergeführt mit minimalen Signalverarbeitungs- und Integrationszeiten des Röntgendetektors implementiert. Der Soll-Ist-Abgleich soll anders als gegenwärtige Verfahren ohne die zeitaufwendige Rekonstruktion der aufgenommenen Projektionen auskommen. Bisherige Rekonstruktionsalgorithmen benötigen eine hohe Zahl an Projektionen, um diese in einen 3D-Datensatz zu überführen. Im Rahmen des Projekts wird ein alternativer Ansatz für die Defektanalyse verfolgt und weiterentwickelt. Mit Hilfe einer Monte-Carlo Röntgenstrahlsimulation werden die entstehenden Projektionsbilder für ein ideales Werkstück simuliert und zur Defektanalyse mit den realen Projektionen abgeglichen. Hierfür werden die physikalischen Interaktionen der einzelnen Photonen des Röntgenpulses physikalisch exakt modelliert. Durch diesen Ansatz kann die Anzahl der benötigten Projektionen, um ein Vielfaches reduziert und die aufwendige 3D-Rekonstruktion eingespart werden. Das Ergebnis des Forschungsprojektes stellt eine neue Prozesskette zur Inline-Prüfung von Hochpräzisionswerkstücken aus Kunststoff dar, welche im Rahmen eines Demonstrators umgesetzt wird. Anhand des Demonstrators sollen planmäßig für verschiedene Referenzwerkstücke um bis zu 90% reduzierte Prüfzeiten tP nachgewiesen werden. Diese Entwicklung wird somit für KMU in einem erheblichen Mehrwert resultieren. So werden Produktionskosten der KMU reduziert, die Resilienz der Produktionsstrecken gestärkt sowie der Einsatz des Spritzgusses nach GMP-Richtlinien erst möglich gemacht.