Projekt

SmartCT Geometriebestimmung mittels Kegelstrahl CT

Projekt

Durch die stetige Weiterentwicklung der industriellen 3D Röntgen-Computertomografie (CT) haben sich in den letzten Jahren deren Anwendungen von der einfachen zerstörungsfreien Prüfung hin zur 3D-Metrologie entwickelt. Eine Vielzahl von Unternehmen setzen CT bereits ein, um Außenkonturen aber auch die innere Geometrie und Materialgrenzflächen von Bauteilen zu vermessen. Die Qualität der CT-Messergebnisse hängt jedoch sehr stark von den Messparametern, der Positionierung des Messobjekts im Strahl, der Geometrie und dem Material des Werkstückes ab. Speziell Multimaterialkomponenten (z.B. Kunststoffmetall-gehäuse) generieren starke Artefakte, die eine Geometrieerfassung unmöglich machen können. Smart-CT basiert auf der Idee, eine optimale Datenbasis für die 3D-Vermessung der kompletten Geometrie von Multimaterialkomponenten zu generieren. Ziel ist es, CT für Multimaterialbauteile messmittelfähig zu machen und damit die Anwendungsbereiche von CT beträchtlich zu erweitern. Dabei wird die gesamte CT-Prozesskette untersucht und eine neue Methode entwickelt, CT-Messungen mit unterschiedlichen Röntgenenergien für die Metrologie zu nutzen. Im Detail werden Lösungen für folgende Punkte erarbeitet:
1) Kalibrierung der CT-Messungen von komplexen Multimaterialteilen (Genauigkeit <2x10-5)
2) Simulation zur CT-Messparameteranalyse und zur Bestimmung der CT-Messqualität
3) Dual Energy-CT-Verfahren für die Artefaktreduktion und Geometriebestimmung
4) Datenfusion von unterschiedlichen CT-Messdaten
5) Extraktionsverfahren für die komplette 3D-Vermessung (Messunsicherheit <10 μm)

Die rasende Weiterentwicklung und fallende Preise haben zu großem Interesse an CT und zu stark steigenden Verkaufszahlen von industriellen CT-Anlagen geführt. Die Ergebnisse von Smart-CT führen zu neuen CT-Anwendungen in folgenden Bereichen:
1) Vermessung der inneren und äußeren Geometrie von komplexen Multimaterialbauteilen
2) Charakterisierung und Vermessung von Werkstoffübergängen bzw. -grenzflächen
3) Generierung von Simulationseingangsdaten von Bauteilen und Verbundwerkstoffen.
Die Smart-CT Ergebnisse setzen die beiden am Projekt beteiligten KMUs in die Lage, neue Dienstleistungen in den Bereichen Geometriemesstechnik sowie Bauteil-Simulation anzu-bieten und den daraus resultierenden technologischen sowie ökonomischen Nutzen der österreichischen Wirtschaft zur Verfügung zu stellen.

Forschungsprogramm

FFG Bridge


Das Projekt wird durch das BRIDGE Brückenschlagprogramm der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG unterstützt.

2012
C. Heinzl, J. Kastner, A. Amirkhanov, E. Gröller, C. Gusenbauer - Optimal Specimen Placement in Cone Beam X-ray Computed Tomography - NDT & E INTERNATIONAL, Vol. 99, No. 99, 2012, pp. 1-25 mehr
2011
C. Heinzl, J. Kastner, A. Amirkhanov, E. Gröller, M. Reiter - Fast Estimation of Optimal Specimen Placements in 3D X-ray Computed Tomography - International Symposium on Digital Industrial Radiology and Computed Tomography 2011, Berlin, Deutschland, 2011 mehr
2011
M. Reiter, B. Harrer, D. Salaberger, C. Heinzl, C. Gusenbauer, C. Kuhn, J. Kastner - Simulation aided study for optimising device parameters of an industrial X-ray computed tomography system for non-destructive testing and materials characterisation - International Symposium on Digital Industrial Radiology… mehr
2011
A. Amirkhanov, C. Heinzl, M. Reiter, J. Kastner, E. Gröller - Projection-Based Metal-Artifact Reduction for Industrial 3D X-ray Computed Tomography - IEEE TRANSACTIONS ON VISUALIZATION AND COMPUTER GRAPHICS, Vol. 17, No. 12, 2011, pp. 2193-2202 mehr
2010
C. Heinzl, A. Amirkhanov, M. Reiter, E. Gröller - Visual Optimality and Stability Analysis of 3DCT Scan Positions - IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG), Vol. 16, No. 6, 2010 mehr
2010
M. Reiter, C. Heinzl, D. Salaberger, D. Weiss, J. Kastner - Study on parameter variation of an industrial computed tomography simulation tool concerning dimensional measurement deviations - Proc. of 10th European Conference on Non-Destructive Testing, Moskau, Russland, 2010 mehr
2010
C. Heinzl, M. Reiter, J. Kastner, E. Gröller - Artefaktreduktion mittels Dual Viewing für Röntgencomputertomographie von Multimaterialbauteilen - DGZFP-Jahrestagung 2010, Erfurt, Deutschland, 2010 mehr
2010
C. Heinzl, M. M. Malik, E. Gröller - Comparative Visualization for Parameter Studies of Dataset Series - IEEE Transactions on Visualization and Computer Graphics (TVCG), Vol. 16, No. 5, 2010, pp. 829-840 mehr
2010
M. Reiter, C. Heinzl, D. Salaberger, D. Weiss, J. Kastner - Simulative Parameteroptimierung für Metrologie an Multi-Materialbauteilen mit industrieller Röntgen Computertomografie - Proceedings Industrielle Computertomografie Fachtagung 2010, Wels, Österreich, 2010, pp. 163-173 mehr
2010
C. Heinzl, J. Kastner, E. Gröller - Uncertainty Visualization of Computed Tomography Datasets from Industrial Components - Proc. of 10th European Conference on Non-Destructive Testing, Moskau, Russland, 2010 mehr
2009
C. Heinzl, J. Kastner, E. Gröller - Computertomographie von Multimaterialbauteilen und Auswertung mittels statistischer Analyse - Proceedings FFH 2009, Villach, Österreich, 2009, pp. 8 mehr
2009
C. Heinzl, J. Kastner, E. Gröller - Application of Statistical Analysis for Uncertainty Visualization of Computed Tomography Data from Multi Material Components - Denver X-Ray Conference 2009, Denver, Vereinigte Staaten von Amerika, 2009, pp. 8 mehr
2009
J. Kastner, C. Heinzl - Genauigkeitsoptimierung der Röntgen-Computertomographie für die Geometriebestimmung und Visualisierung der Messunsicherheit - DGZfP-Berichtsband BB 115 - CD, Münster, Deutschland, 2009, pp. 8 mehr