Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik,
Ernst-Mach-Institut, EMI, betreibt State-of-the-Art-Computertomographie (CT) mit modernsten Geräten. Analyse von homo- und heterogenen Werkstoffen, Digitalisierung von Bauteilen, Visualisierung des inneren Aufbaus, Schadensanalyse – all dies ist möglich bis zu Auflösungen von < 1 μm und Objektgrößen von maximal 15 cm Durchmesser.

Am EMI werden zwei leistungsfähige, moderne Computertomographen
verwendet.

Die CT-500 ist eine hochauflösende CTAnlage für Objekte bis zu 15 cm Durchmesser. Im Regelfall wird mit Auflösungen von 20 μm bis 60 μm gearbeitet, bei kleineren Objekten (wenige Zentimeter Durchmesser)
sind bis zu 7 μm möglich.

Die höchstauflösende CT-350 ist eine der modernstenSub-μ-CT-Anlagenfür Objekte mit einem Durchmesservon wenigen Millimetern bis zu einigen Zentimetern. Auflösungen von3 μm bis 10 μm sindStandard, es könnenaber auch maximale Auflösungen von bis zu 500 nm erreicht werden.

Batterien:
Komplexe Bauteile, wie z.B. Lithium-Ionen-Energiespeicher, werden am EMI auf ihr Verhalten bei Beschädigung untersucht. Die CT bietet dieMöglichkeit, den verursachten Schaden vollständig visualisieren und auswerten zu können, ohne die beschädigte Zelle physisch öffnen zu müssen. Penetration mit Stahl Nagel: Nageldurchmesser: 3 mm Akkugröße: ca. 1.6 cm ø,ca. 3 cm Höhe.

Beton:
Heterogene Werkstoffe lassen sich zuverlässig in ihre Komponenten auflösen und feinste Details wie etwa Mikrorisse identifizieren. Durch die Berührungslosigkeit
der Computertomographie (CT) ist es möglich, denselben Prüfling sowohl vor als auch nach einem Experiment zu scannen und zu analysieren. Im Rahmen einer vergleichenden Vorher-Nachher-Analyse können Veränderungen und Schadensmodi sichtbar gemacht werden.

Exploding-Bridgewire(EBW)-Zünder:
Um sensible Bauteile zu untersuchen, wie etwa einen in Sprengstroff vergossenen Brückendraht, sind zerstörende Prüfverfahren ungeeignet. Mit der CT sind sogar Reihenuntersuchungen möglich. So können Fehllagen, Brüche oder andere Fehlerursachen zuverlässig detektiert werden, ohne den Prüfling dabei öffnen und/oder zerstören zu müssen.

Die Röntgen-Computertomographie wurde möglich durch die Kombination der Radiographiemit der rapide ansteigenden Rechenleistung von Computersystemen. Inzwischen wird die CT in der Medizin, in Forschungund Entwicklung sowie der Industrie zur Materialprüfungund Schädigungsanalyse verwendet. Weiterhin lassen sich die durch CT gewonnenen, digitalisierten Strukturinformationen hervorragendals Eingangs- und Prüfdaten für mesoskopischeSimulationen oder auch zur Bauteilcharakterisierung (Rapid Prototyping/Reverse Engineering) einsetzen.

Funktionsweise der CT:
Durch Drehen des Prüflings um seine Hochachse im Röntgenstrahl wird das Objekt aus 400 bis 1200 Richtungen erfasst, und ein Datensatz aus ebenso vielen Röntgenprojektionen erzeugt. Mittels eines auf der analytischen Rechenvorschrift der Radontransformation basierenden Algorithmus lässt sich das durchstrahlte Objekt anschließend aus diesen Bildern dreidimensional rekonstruieren. Dies ermöglicht die virtuelle Öffnung des Prüfkörpers und die Aufklärungdes inneren Aufbaus, ohne das Objekt dabei zu zerstören oder zu verändern. Durch die Extraktion von Schnittbildern in beliebiger Tiefe und Orientierung kann man selbst feinste Strukturen in sehr hohem Kontrast darstellen.