Porositätsanalyse in der Computertomographie – von P202 zu P203

Florian Röper
Christa Zengerer

Verein für praktische Gießereiforschung Österreichisches Gießerei-Institut

Georg Haaser
Harald Steinlechner
Stefan Maierhofer

Aardworx GmbH

Computertomographie (CT) stellt ein etabliertes Verfahren dar, um den inneren Aufbau von Werkstücken zu untersuchen. In der Gießerei-Industrie ist hierbei die Untersuchung von inneren Ungänzen eine wesentliche Aufgabe. Speziell die Ermittlung des Porenanteils ist hierbei von großem Interesse, bringt allerdings auch Herausforderungen mit sich.
Das VDG Merkblatt P201 sowie die BDG Richtline P202 stellen für den zweidimensionalen Fall Richtlinien dar, die beschreiben, wie an metallographischen Schliffbildern der Porenanteil in einer auf die Bauteilwandstärke maximierten Bezugsfläche bestimmt wird. Hierbei ist anzumerken, dass es sich bei der Erstellung metallographischer Schliffbilder um ein zerstörendes Verfahren handelt. Die auf die Wandstärke zu maximierende Bezugsfläche ist manuell zu finden, was mitunter mit einem hohen Zeitaufwand verbunden ist.
Nun ist es zwar möglich, in einen CT-Datensatz nicht zerstörend beliebige virtuelle Schnitte zu legen und an diesen den genannten Richtlinien folgend den Porenanteil zu ermitteln, allerdings nützt diese Herangehensweise nicht das volle Potential der in der CT erstellten Datensätze aus. Ein wesentlicher Vorteil dieser sogenannten Volumendatensätze besteht darin, dass Poren anstatt nur in einer Ebene entweder im gesamten Bauteil, in einer definierten Region oder in einem Bezugsvolumen (i.e. Würfel) identifiziert werden können und ihre räumliche Ausdehnung quantifiziert werden kann. Diese Auswertung ist in der entsprechenden BDG Richtline P203 beschrieben. Auch hierbei ist allerdings derzeit zu beachten, dass die Auffindung des auf die Bauteilwandstärke maximierten, die maximale Porosität beinhaltenden Würfels manuell erfolgt und somit sehr zeitaufwändig ist.
Die Problemstellung des effizienteren automatischen bzw. semi-automatischen Auffindens der Bezugsflächen / bzw. -volumina wird, neben anderen Fragestellungen, derzeit am Österreichischen Gießerei-Institut im Rahmen eines gefördertem Forschungsprojektes bearbeitet. Aktuelle Ergebnisse, lessons learned, Limitationen und Erfolge sollen im Rahmen des Vortrages dargestellt und diskutiert werden.