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Stecker auf dem Prüfstand

Technik. - Computertomographen sind für Mediziner schon fast ein alter Hut. In der Industrie treten sie ihren Siegeszug aber gerade erst an. Denn genauso interessant wie für Mediziner das Innenleben eines Menschen ist für Ingenieure der Blick in Bauteile und Maschinen. So werden etwa Formel-1-Motoren vor ihrem Einsatz auf Materialfehler hin durchleuchtet.

Von Thomas Reintjes |
    Ein Industriegebiet am Rande von Wuppertal. Hier stehen die großen Produktionshallen des Autozulieferers Delphi. In einer der Maschinenhallen ein abgetrennter Raum, in dem die vermutlich teuerste Maschine der Firma steht: Ein nagelneuer Computertomograph. Kein röhrenförmiges Gerät wie im Krankenhaus, sondern ein großer, grauer, begehbarer Quader ist dieser CT. Ein Raum im Raum. Mit einer Schiebetür, über der eine gelbe Warnlampe blinkt. Durch ein kleines Fenster ist ein sechs Tonnen schwerer Granitblock zu sehen, der Erschütterungen verhindern soll. Darauf von rechts nach links die warngelbe Strahlenkanone, ein kleiner Drehteller mit dem Untersuchungsobjekt und eine vierzig mal vierzig Zentimeter große Detektorfläche. Diese nimmt gerade das Röntgenbild eines kleinen Kunststoffsteckers auf. Vor dem Computertomographen sitzt Patrick Nicolaiko und betrachtet genau diesen Kunststoffstecker auf seinem Monitor. Es sieht aus wie ein ganz normales Röntgenbild:

    "Hier auf dem Stecker können wir ganz klar die Dichteunterschiede erkennen. Zum Beispiel der Kunststoff ist etwas heller zu erkennen, und das Metall, der Stoff mit der etwas höheren Dichte, ist dunkler zu erkennen."

    1400 Einzelbilder mit Megapixel-Auflösung macht der Computertomograph von diesem Stecker. Danach errechnen Computer daraus ein dreidimensionales Modell. Das lässt sich dann am Bildschirm beliebig virtuell aufschneiden. So können Prüfingenieure ungleiche Materialverteilung oder Luftblasen entdecken. Auch Konstruktionsfehler deckt der Computertomograph auf. Warum ein nur Millimeter kleiner Schalter einfach nicht schalten will – auf dem Röntgenbild ist es zu erkennen. Die Ingenieure gehen aber noch einen Schritt weiter. Sie überführen die Scan-Daten des Computertomographen in das so genannte CAD-System, ein Programm, mit dem Konstrukteure Bauteile entwerfen. Die aus dem fertigen Produkt entstandene Konstruktionsgrafik kann dann am Bildschirm über den ursprünglichen Entwurf gelegt werden. Abweichungen fallen so auf einen Blick auf – zumal sie automatisch farblich markiert werden. Dieses so genannte Reverse Engineering erlaubt den Ingenieuren aber nicht nur einen Blick ins Innerste der eigenen Produkte, sondern auch den Blick auf Konkurrenzprodukte, denn ...

    ".... es ist ja immer schon mal ganz interessant, sich anzuschauen, was der Wettbewerb für Produkte unserer Kundschaft zur Verfügung stellt. Und man stellt dann doch relativ schnell fest, dass auch unsere Wettbewerber eigentlich nur mit Wasser kochen."

    Für Peter Knauff, der den Computertomographen bei Delphi angeschafft hat, ist aber ein anderes Einsatzfeld wichtiger: Er will das Gerät zum Messen von Längen benutzen. Das ist einigermaßen revolutionär, denn bisher verlassen sich Mess- und Prüfingenieure eher auf Zollstock, Schieblehre oder Koordinatenmessmaschine. Ein optisches Gerät wie der Computertomograph muss dafür erst aufwändig zertifiziert werden. Schließlich müssen sich Hersteller und Kunden auf die Maße verlassen können. Noch ist es für die Ingenieure sehr aufwändig, regelmäßig die Abmessungen von Produkten zu prüfen – an einem kleinen Kunststoffstecker können mehrere Hundert Messpunkte zusammen kommen. Wie die Röntgentechnik diese Arbeit erleichtert, führt Patrick Nicolaiko vor:

    "Ich kann mir jetzt einen beliebigen Schnitt von recht nach links – das mach ich hier mal eben – setzen, kann in diesen Schnitt reingehen, sehe eine Schicht meines Modells. Es sieht aus wie eine Zeichnung. Ich kann dann auf meine Zeichnung gucken, kann sehen, wo auf meiner Zeichnung die Maße angezogen worden sind und kann sie dann auch hier in dem 3D-Modell nachziehen, gebe meine Toleranzen ein – ich mach das mal eben – zum Beispiel plus/minus 0,1. Und dann sehe ich, dass das Maß grün ist, das heißt ich bin innerhalb der Toleranz."

    Derzeit ermittelt Nicolaiko, bei welchen Einstellungen der Computertomograph die besten Ergebnisse liefert. Wenn diese dann reproduzierbar sind, dürfte der Anerkennung durch den TÜV nichts mehr im Wege stehen.