Mobile Tomographie an Luftfahrtkomponenten - NDT.net · Redmer et.al.– D+S Seminar, Mannheim, November 2007 Röhre läuft auf Schiene und Stativ Detektor auf Stativ Großflächige

1Mobile Tomographie an Luftfahrtkomponenten

Redmer et.al.– D+S Seminar, Mannheim, November 2007

Mobile Tomographie an Luftfahrtkomponenten

B. Redmer, U. Ewert, Ch. RädelBundesanstalt für Materialforschung und -prüfung, Berlin

U. SchnarsAirbus Deutschland, Bremen

R. OsterEurocopter Deutschland, München

I. Bauscher, M. Eberhorn, R. HankeFraunhofer EZRT, Fürth



neue Materialien (z.B. CFK, GFK, Sandwich-Strukturen) ermöglichen effiziente Fertigungstechnologien in „Leichtbauweise“

Aufgabenstellung

Inhalt

Mobile Prüfung mit TomoCAR

Röntgenrückstreuung mit Spezialblende

Robotergestützte CT

Gewährleistung der Bauteil-Sicherheit erfordert eine fehlerfreie Bauteil-Fertigung* RT-Prüfung: Porositäten, Einschlüsse * UT-Prüfung: DelaminationenEntwicklung tomographischer Prüftechnikenflexibler Einsatz, leichte Handhabung am Bauteilgroße und/oder flache Bauteile (z.B. Luftfahrt)

13. Seminar

Aktuelle Fragender Durchstrahlungsprüfung und des Strahlenschutzes - Vortrag 02

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• Verfahren der Röntgenröhre parallel zur Rohrachse.• Messung von mehreren hundert Projektionen.• Rekonstruktion eines oder mehrerer Querschnittbilder.

• Verfahren der Röntgenröhre parallel zur Rohrachse.• Messung von mehreren hundert Projektionen.• Rekonstruktion eines oder mehrerer Querschnittbilder.

Röntgenröhre

Flächendetektor

Planartomographie –Querschnittbild-Reko



Vergleich – Position 13,5Vergleich – Position 13,5

Metallografie – 8,1mm

Planartomografie – 7,7mm

Metallografie – 8,1mm

Planartomografie – 7,7mm

Schnittbild

Metallografie

Schnittbild, geätzt Planartomographie



Mobile TomosyntheseMobile Tomosynthese

CT großer flacher Komponenten



• Verfahren der Röntgenröhre parallel zur Rohrachse.• Messung von mehreren hundert Projektionen.• Rekonstruktion des Querschnittbildes (2D) bzw. eines Volumen (3D)

• Verfahren der Röntgenröhre parallel zur Rohrachse.• Messung von mehreren hundert Projektionen.• Rekonstruktion des Querschnittbildes (2D) bzw. eines Volumen (3D)

Detektor mit einfachen Mitteln montiert

Schiene

Kompositplatte

Planartomographiemit einfachen Mitteln



Stringerkomponenten aus der Luftfahrt (Baugruppe FhG- K2)

Planartomographiemit einfachen Mitteln



Außen mit Impact und Blitzschutznetz

Mitte im Stringer

Innenoberfläche mit Fasernetz



Röhre läuft auf Schieneund Stativ

Detektor auf Stativ

Großflächige KomponenteTomoCAR mit gedrehter Röhre und seperatem Detektor



Inhomogenitäten

Planarbild XY (Schicht 381)Tiefenlage 4,7mm

Fotoausschnitt

Position R1B:

Planarbild XY (Schicht 424)Tiefenlage 0,5mm

Durchstrahlungs-aufnahme

Schlauchporen hinter Drahtnetz, gebogenes Bauteil



Position R3B:oooPoPoPoPooPooPooooPoPoooPoooPoPPP iiiisisisissssssisiiisisississiississisisissiiiisiiisiiititttttttttittttttttttttittttttttttttttttttt nonon RRRRRRRRRRRRRR RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR BBB3B3B33B3BB33B33BBBB3BBB333BBBB33B::::::::

Fotoausschnitt

Durchstrahlungsaufnahme

Planarbild (Schicht 354)

Position R3B: Defektes Drahtnetz



Mobile CT an Faserkompositen

CFK – Baugruppe X7 (Abmaße: 402 x 445 x 38 )




Rissanzeige

Füllprobleme

Ergebnisse



Fotoausschnitt

Durchstrahlungsbild

Planarbild(L1)XY Schicht 240 (Tiefenlage 22,6mm)

Planarbild(L1)XY Schicht 433 (Tiefenlage 2,8mm)



Planarbild(L1)XZ Schicht 123 (Tiefenlage 4mm im Schenkel von unten gesehen)



Probe_P52/xx, angebrochen (Abmaße: 112 x 10 x 5)


Planaraufnahme, Teil stehend (Schicht 103)

Durchstrahlungsaufnahme, Teil liegend

Planaraufnahme, Teil liegend (Schicht 63)



Porositätsprobe (Abmaße: 112 x 10 x 5)

Durchstrahlungsaufnahme, Teil stehend

Planaraufnahme, Teil stehend (Schicht 103)

Probe_P52/xx

Planaraufnahme, Teil liegend (Schicht 63)



Wasser in HoneycombsRückstreutechnik und Planar-Tomographie



Wasser in Honeycomb

K. Osterloh, U. Zscherpel, U. Ewert

Rückstreukamera

Schnelle Rückstreu-technik mit Spezialblende



RöntgenaufnahmeRückstreubild

Wasser in Honeycomb-Strukturen



Schnitt XZ, Schicht 111

Durchstrahlungsbild

Schnitt XY, Schicht 80

Wanddurchtrennung

Planarbild XZ – Richtung (Schicht 111)

Planarbild XY – Richtung (Schicht 80) Tiefenlage: 0,8mm

Blick aus verschiedenenRichtungen

Kontrast optimiert für Wassereinschlüsse

Kontrast optimiert für Verbindung Waben-Decklage

Schnitt durch Waben mit Wassereinschluss

Schnitt XZ, Schicht 111



Robotergestützte CT



Robotergestützte Computertomographie

Sehr große Objekte (z. B. Flügel oder Leitwerke) können vor Ort durch mobile CT untersucht werden.� Ein Roboter trägt die

Quelle, ein zweiter den Detektor.

� Genaue Positionierung und Kommunikation der Roboter nötig.



Robotergestützte Computertomographie

Animation des Prinzips

• Detektor: Hamamatsu C9311DK(1248 x 1152 Pixel, Pixelgröße 100 μm)

• Röhre: Comet MXR-160HP/11(160 kV, Brennfleck 0,4 mm)

• Roboter: Stäubli RX90(6 Achsen, max. 11 kg, Reichweite 985 mm)



Swing-Laminographie an CFK-Teilen

Das Prinzip der Swing-Laminographie� Für große, flächige

Objekte� Nahe an der

Röntgenquelle

� beschränkteDrehbarkeit

� eingeschränkterWinkelbereich

z

�

Röntgenquelle

Flachbilddetektor

Objekt

eingeschränkter Winkel




• zu finden waren Risse im Stringersteg

Bauteilinnenfläche

Verstärkung

Stringersteg

Riss

Haut

Riss

Schliffbild mit Fehlern




•Ergebnisse

Risse

Risse

Mehrfach unterbrochene Risse beidseitig am Stringersteg. Rissbreite ca.143 μm.



Zusammenfassung

Die Prüfung von Faserkompositen (CFK, GFK) mit digitaler Radiologie-Technik (DDA) und tomographischen Rekonstruktionsalgorithmen ergibtgute Ergebnisse.

Einsatz als Fertigungs- und/oder Wartungsprüfung.

Die Planartomografie berechnet Querschnittsbilder, in denen zwischen flächigen und Volumenanzeigen innerhalb des Einstrahlwinkelbereiches unterschieden werden kann. Sizing von Anzeigen ist möglich.



ENDEENDEENDE

Abbau des TomoCAR-Prüfssystems

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