Computertomografie am SKZ: zerstörungsfreie Einblicke in Granulate und Kunststoffbauteile

Die Computertomografie (CT) ist ein zerstörungsfreies Prüfverfahren, das detaillierte Einblicke in das Innere von Materialien und Bauteilen unterschiedlichster Art ermöglicht. Am Kunststoff-Zentrum SKZ decken CT Analysen ein breites Anwendungsspektrum ab: von der Untersuchung fasergefüllter und geschäumter Bauteile über die Detektion innenliegender Fehlstellen bis hin zur quantitativen Erfassung geometrischer Merkmale und lokaler Dichteverläufe.

Mit Computertomografie (CT) können hochauflösende Einblicke in das Innere von Bauteilen gewonnen werden, ohne diese zu beschädigen. Aus einer Vielzahl von Röntgenprojektionen, die während der Rotation des Prüfobjekts aufgenommen werden, wird zunächst ein Volumendatensatz rekonstruiert. Aus diesem kann anschließend ein präzises 3D-Modell abgeleitet werden. Diese direkt bildgebende Messtechnik ermöglicht umfassende Einblicke in Materialverteilungen, Geometrien und potenzielle strukturelle Auffälligkeiten und leistet somit einen wichtigen Beitrag, Prozessfehler zu erkennen und die Qualitätssicherung zu verbessern.

Außerdem stellt die CT eine effiziente Methode zur Untersuchung von Kunststoffgranulaten dar. Lufteinschlüsse oder Fremdpartikel können hinsichtlich ihrer Lage, Größe und Häufigkeit erfasst und quantitativ bewertet werden. So kann die Qualität des Materials noch vor der Verarbeitung in Extrusions- oder Spritzgießprozessen objektiv und frühzeitig beurteilt werden.

„Besonders durch den zunehmenden Einsatz von Rezyklaten erweist sich die Computertomografie als ein effizientes Instrument der zerstörungsfreien Prüfung“, erklärt Daniel Seewald, Scientist in der Gruppe Zerstörungsfreie Prüfung am SKZ in Würzburg. „Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können entscheidend dazu beitragen, den Eintrag von Fremdpartikeln oder minderwertigem Granulat zu vermeiden.“

Durch die hohe Auflösung eignen sich CT-Scans außerdem zur Detektion von Lunkern, Rissen oder Verunreinigungen sowie zur Untersuchung von Faserorientierungen und Porositäten in extrudierten oder spritzgegossenen Bauteilen. Insbesondere die oft ausgeprägten Dichteunterschiede zwischen Kunststoffen und Fremdmaterialien erzeugen deutliche Bildkontraste, wodurch Störstellen in der Regel gut erkennbar sind. Auch Schaumstrukturen können detailliert charakterisiert werden. Dadurch ist es möglich, wertvolle Rückschlüsse auf Prozessparameter und deren Einfluss auf die Eigenschaften der resultierenden Bauteile zu ziehen.

Die am SKZ eingesetzten CT-Scanner liefern hohe Kontraste, erfassen auch größere Probenvolumina und ermöglichen Auflösungen bis in den einstelligen Mikrometerbereich. Damit bietet das SKZ Unternehmen umfassende Unterstützung bei Fragestellungen rund um Material- und Bauteilanalysen.

Ergänzend dazu bietet das SKZ einen dreitägigen Lehrgang an, der eine praxisorientierte Einführung in die Röntgentechnik mit Schwerpunkt auf CT-Anwendungen in der Kunststoffindustrie vermittelt. Praktische Messungen und Auswertungen stehen neben theoretischen Grundlagen im Mittelpunkt. Außerdem werden die Potenziale und Grenzen der Technologie erklärt. Die Teilnehmenden können nach Kursende eigenständig CT-Messungen vornehmen und die erhobenen Daten fachgerecht interpretieren.

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Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.