GiantEye – Hochenergie-CT für die Untersuchung sehr großer Objekte

Der Übergang zur Elektromobilität hat die Anforderungen an die Prüftechnik in der Automobilindustrie grundlegend verändert. Moderne Hochvoltspeicher bestehen aus unzähligen Zellen, die in komplexen Trägerstrukturen aus Metall und Kunststoff verbaut sind. Sicherheitsrelevante Eigenschaften wie die exakte Zellpositionierung, die Homogenität der Intercell-Schäume, die Unversehrtheit der Verbindungstechnik sind nach der Montage eines Packs nicht mehr direkt zugänglich. Gleichzeitig wachsen die Packs in Cell-to-Pack- und Cell-to-Chassis-Architekturen zu derart großen Baugruppen heran, dass eine zerstörungsfreie Komplettprüfung mit konventionellen CT-Anlagen nicht mehr möglich ist.

GiantEye adressiert dieses Spannungsfeld auf mehreren Ebenen. In der Crash- und Impact-Analyse lassen sich Eindringtiefen quantifizieren, Zellbeschädigungen lokalisieren und die strukturelle Integrität bewerten – einschließlich Effekten wie elastischer Rückfederung, die bei einer Demontage verloren gingen. So konnte an einem Batteriepack nach einem Überfahrtest nachgewiesen werden, dass ausschließlich die Absorberschicht deformiert war und die Zellen unbeschädigt blieben – unmittelbar verwertbar für Restsicherheitsbewertung und Simulationsvalidierung. Im Produktionsanlauf unterstützt GiantEye die Verifikation von Fertigungsprozessen: Porenstruktur von Intercell-Schäumen, Zelllage, Schweiß- und Klebeverbindungen lassen sich vollständig in 3D prüfen, ohne Stichproben zerstören zu müssen.

Im Lifecycle Testing ermöglicht die zerstörungsfreie CT Vorher-Nachher-Vergleiche über den gesamten Lebenszyklus. Ein Begin-of-Life-Scan dient als Referenz; nach Belastungen machen Varianzanalysen Veränderungen wie Zellschwellung oder Materialermüdung sichtbar und korrelierbar mit den applizierten Lastprofilen.

In der Prototypen- und Architekturphase erlaubt die Inspektion vollständiger Fahrzeuge in Straßenlage einen ganzheitlichen Blick: Soll-Ist-Vergleiche gegen CAD, Bauraumkonflikte, Generationsunterschiede und die Erzeugung digitaler Zwillinge werden in einer einzigen Messung möglich.

In der Luft- und Raumfahrt treffen großvolumige Bauteile, sicherheitskritische Funktionen und exotische Werkstoffkombinationen aufeinander. Triebwerksgehäuse lassen sich vollständig auf Porosität, Risse oder Einschlüsse untersuchen, ohne sie zerlegen zu müssen. Bei additiv gefertigten Großbauteilen, deren interne Kanalstrukturen und Schichtbindungen nur volumetrisch prüfbar sind, macht GiantEye auch Komponenten zugänglich, die über die Bauraumgrenzen klassischer CT-Anlagen hinausgehen.

Strukturbauteile aus Verbundwerkstoffen können auf Delaminationen, Klebestellenfehler oder Stoßbeschädigungen untersucht werden. Im Bereich MRO ergänzt die Anlage etablierte Prüfverfahren um eine vollständige 3D-Zustandsbewertung großer Komponenten – nutzbar für Lebensdauerbewertung und Schadensgutachten. Auch Fahrwerkskomponenten mit komplexer Innengeometrie und hoher Materialdichte werden vollständig durchstrahlbar.

Computertomographie hat sich zu einem etablierten Werkzeug der musealen Forschung entwickelt. Im Gegensatz zur industriellen Anwendung steht die zerstörungsfreie Erschließung von Objekten im Vordergrund, die unter keinen Umständen beschädigt werden dürfen. CT macht das Innenleben sichtbar, ohne das Original zu verändern, liefert einen vollständigen digitalen Zwilling. Sobald Objekte größer werden, in dichten Materialien eingebettet sind oder aus stark unterschiedlichen Werkstoffen bestehen, stoßen herkömmliche CT-Anlagen an ihre Grenzen. Hier hat sich die XXL-CT des EZRT als unverzichtbares Werkzeug etabliert – und mit GiantEye eröffnen sich durch die Gantry-Bauweise und Aufnahme in natürlicher Lage zusätzliche Möglichkeiten.

Drei Projekte illustrieren das Spektrum:

Im Projekt 3D-Cipher wurden mit dem Deutschen Museum rund 60 historische Chiffriergeräte gescannt und als Open Data zugänglich gemacht – die Verschlüsselungsmechanik wurde erstmals dokumentiert, ohne die Exponate zu öffnen. Beim römischen Schienenpanzer von Kalkriese wurde ein 500 kg schwerer Erdblock mit Hochenergie-CT in 1.500 Einzelaufnahmen durchstrahlt. Das Ergebnis: der älteste erhaltene Schienenpanzer dieses Typs, dessen Qualität bisherige Annahmen zur römischen Rüstungstechnik grundlegend revidierte.

Im T-rex-Projekt wurde für das Naturalis Biodiversity Center ein 66 Millionen Jahre alter, in Sandstein eingebetteter Schädel vor der Präparation tomographiert. Die Daten ermöglichten anatomische Erfassung, machten verborgene Bruchstellen sichtbar und erlaubten originalgetreue 3D-Druck-Reproduktionen.

Auch großvolumige technikgeschichtliche Objekte fallen in dieses Feld: Die Aufnahme einer fast sechs Meter langen Messerschmitt Me 163 machte konstruktive Details sichtbar, die bei Demontage verloren wären. Mit GiantEye wird erstmals die Aufnahme in natürlicher Lage möglich – relevant für Objekte mit beweglichen Komponenten oder druckempfindlichen Materialien