Fahrzeug im Computertomographen des Fraunhofer IIS

Das Fraunhofer-Institut setzt auf Computertomographen, um Fahrzeuge gründlich zu durchleuchten. Bild: Fraunhofer IIS/Paul Pulkert

| von Chris Löwer

Vom Prototypen bis zum gecrashten Klumpen Blech: Dem robotergestützten Computertomographie(CT)-System im Fraunhofer-Entwicklungszentrum Röntgentechnik EZRT in Fürth ist kaum ein Objekt zu groß. Das macht das gigantische Gerät für die Autoindustrie interessant, die so bereits in frühen Entwicklungsphasen die Produktionsqualität von Fahrzeugen ohne großen Aufwand schnell und präzise analysieren kann. Oder eben nach einem Crash den Blechbrei dreidimensional durchleuchtet, womit detailliert wie nie offenbar wird, wie sich Bauteile verformen, wo ihre Schwachstellen liegen. Das alles, ohne zu flexen.

Roboter assistieren beim Scan

Neuerdings unterstützen dabei Roboter, die die Optik um das Auto herum bewegen. „Die RoboCT Technologie zeichnet sich gegenüber herkömmlichen industriellen Computertomographieanlagen dadurch aus, dass durch die Bewegungsflexibilität der Röntgenkomponenten auf den Roboterarmen eine Prüfung auch an sehr großen und geometrisch komplexen Objekten möglich ist“, erklärt Fraunhofer-Forscher Frank Sukowski. „Diese können entweder komplett oder in Teilbereichen sowohl mit der schnellen 2D-Durchstrahlungstechnik als auch mit detaillierten 3D-Computertomographieverfahren geprüft werden.“

Kooperierende Roboter, die die bildgebenden Komponenten wie etwa die Röntgenquelle bewegen, zirkeln um das Fahrzeug, so dass alle gewünschten Positionen erreicht werden. Eine spezielle Software erstellt aus dem bei der Durchleuchtung entstehenden Datenmeer Schnittbilder, durch die tief ins Innere des Autos geblickt wird. So können winzige Risse oder fehlerhafte Klebe-, Niet- und Schweißverbindungen detektiert werden. „Der Fokus der RoboCT Anwendungen liegt derzeit im Bereich der Karosserieprüfung“, erklärt Sukowski. Aber auch die Lage von Dichtungen an fertig montierten Türen oder der Verlauf von Kabelsträngen kann so gecheckt werden. Als besonders hilfreich erweist sich die Technik bei der Analyse verunfallter E-Autos: Nun kann die Batterie zerstörungsfrei und damit gefahrlos durchleuchtet werden.

Tomograph liefert detaillierte Bewegtbilder

Möglich für Qualitätskontrolleure ist aber auch, mit „dynamischem Röntgen“ ins Innere eines laufenden Motors zu sehen, weil eine optische Hochgeschwindigkeitskamera, die 1.000 hochaufgelöste Bilder in der Sekunde schießt, das Wechselspiel von Ventilen, Kolben und Kurbelwelle aufzeichnet. Selbst die korrekte Entfaltung eines Airbags wird mit der Technologie nachvollziehbar.

Kein Wunder also, dass derartige CT-Systeme in den Entwicklungszentren und QM-Abteilungen der Autoindustrie auf große Resonanz stoßen. BMW nutzt bereits zwei Anlagen bei der Entwicklung, Fertigung und Analyse kompletter Fahrzeuge. So werden unter anderem in einem Pilotwerk im Münchner Forschungs- und Innovationszentrum Prototypen auf Herz und Nieren überprüft. Im Erprobungszentrum Eching werden Testfahrzeuge durchleuchtet.

Der Computertomograph erfasst Objekte und Strukturen von nur 100 Mikrometern Größe, was etwa der Breite eines menschlichen Haares entspricht. Vor allem neue Werkstoffe und Verbindungstechniken werden bei BMW mit dem robotergesteuerten Röntgengerät untersucht. Das sei so mit konventionellen, statischen Computertomographie-Anlagen nicht möglich, lässt Udo Hänle, Leiter der Produktionsstrategie und des Pilotwerks, wissen: „Dies hilft uns letztendlich dabei, neue Technologien schneller in Serienfahrzeuge zu integrieren.“

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