CT und Messtechnik

Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS

Datengenerierung

Messzeit, Bildqualität und Genauigkeit sind die Kriterien, nach denen die Methode für die Datengerierung ausgewählt wird.

Messen mit 2D-CT / 3D-CT / Helix-CT

Datengenerierung 

CT-Systeme , die in der industriellen Messtechnik eingesetzt werden, lassen sich gemäß ihrem Messprinzip in zwei Klassen einteilen: Fächer- (2D-CT) und Kegelstrahl-Computertomographie (3D-CT). Als entscheidender Vorteil der 3D-CT ist deren kürzere Messzeit im Vergleich zur 2D-CT zu sehen. Allerdings ist mit einem stärkeren Einfluss der Streustrahlung zu rechnen, welche die Bildqualität mindert.
Eine Weiterentwicklung stellt die Helix-CT dar. Durch die Helix-CT wird eine Steigerung der Aufnahmequalität durch Reduzierung der (Feldkamp-) Artefakte erzielt. Aufgrund der kontinuierlichen Objektbewegung auf einer Helixbahn wird über die einzelnen Schichten ein lückenloser Datensatz aufgenommen, an dem im Gegensatz zur »normalen« Kegelstrahl-CT auch feine Strukturen/Geometrien hochgenau messbar sind.

Oberflächenextraktion (STL-Datengenerierung)

Die Generierung von STL-Datensätzen aus Volumendaten stellt eine standardisierte Möglichkeit dar, Messobjekte abzubilden und messtechnisch zu überprüfen. Diese geometrischen Werte werden für die weitere Datenaufbereitung (z. B. Registrieren, Soll-Ist-Vergleich) benötigt. Entscheidenden Einfluss auf die Genauigkeit der Objektdarstellung speziell in Kantenbereichen des Messobjektes hat die Anzahl der Dreiecksfacetten.

Korrekturverfahren zur Genauigkeitssteigerung

Korrekturverfahren 2


Korrekturverfahren 1
Die Abbildungen zeigen einen Schnitt aus einem rekonstruierten Datensatz eines Aluminiumgußteils vor (oben) und nach der Korrektur (unten) mit der Iterativen Artefakt Reduktion (IAR)

Neben anlagenspezifischen Störeinflüssen reduzieren auch verschiedene physikalische Effekte die Bildqualität von CT-Rekonstruktionen. Dafür ist neben der Objektstreustrahlung hauptsächlich der Strahlaufhärtungseffekt verantwortlich. Ursache dafür ist die polychromatische Natur der eingesetzten Röntgenstrahlung. Die Artefakte äußern sich in Unschärfen, Kontrastverlusten und Formverzerrungen.

Zur Artefaktreduktion steht das selbstentwickelte Software-Werkzeug IAR zur Verfügung. Dieses beinhaltet folgende Leistungsmerkmale:

  • Strahlaufhärtungskorrektur für ein- und mehrmaterialige Prüflinge
  • Einsatzsynchrone Artefaktkorrektur
  • Streustrahlkorrektur