Ob Druckgussteil, Spritzgusskomponente oder Schweißnaht: Hohlräume im Werkstoff können die Festigkeit, Dichtheit und Lebensdauer eines Bauteils erheblich beeinträchtigen. Das Tückische daran ist, dass diese Fehler im Inneren liegen und von außen unsichtbar bleiben. Die industrielle Computertomographie macht sie zerstörungsfrei sichtbar – und erlaubt es, jede einzelne Pore nach Lage, Größe und Volumen zu bewerten. Dieser Beitrag erklärt, wie eine Porositäts- und Lunkeranalyse abläuft und was sie leistet.
Poren, Lunker, Einschlüsse – worin liegt der Unterschied?
Im Sprachgebrauch werden die Begriffe oft vermischt, gemeint sind aber unterschiedliche Defektarten:
- Poren sind meist kleine, rundliche Gaseinschlüsse, die beim Erstarren der Schmelze entstehen – etwa durch eingeschlossenes Gas im Druckguss.
- Lunker sind größere Hohlräume, die durch Volumenschwund beim Erstarren entstehen (Schwindungslunker). Sie haben oft eine unregelmäßige, zerklüftete Form.
- Einschlüsse sind Fremdmaterialien im Werkstoff – etwa Oxide oder Verunreinigungen mit abweichender Dichte.
Allen gemeinsam ist, dass sie sich im CT durch ihren Dichteunterschied zum umgebenden Material abbilden lassen.
Wie funktioniert die Analyse im CT?
Grundlage ist eine vollständige CT-Messung des Bauteils. Aus vielen Röntgendurchstrahlungen wird ein dreidimensionales Volumenmodell rekonstruiert, das den inneren Aufbau Schicht für Schicht abbildet. Die Analyse läuft dann typischerweise so ab:
- Scannen: Das Bauteil wird vollständig durchstrahlt und das Volumen rekonstruiert. Eine gute Bildqualität ist entscheidend – hier spielen Parameter wie Spannung und Vorfilter eine Rolle.
- Segmentieren: Die Software trennt anhand der Grauwerte das Material vom Hohlraum. Bereiche geringerer Dichte als das umgebende Material werden als mögliche Poren erkannt.
- Klassifizieren: Jeder gefundene Defekt wird vermessen – Volumen, Durchmesser, Position und Form. Häufig werden die Poren farblich nach Größe oder Volumen dargestellt (siehe Bild oben).
- Bewerten: Die Ergebnisse werden gegen vorgegebene Grenzwerte geprüft – etwa eine maximal zulässige Porengröße oder einen Gesamt-Porositätsanteil.
Was lässt sich daraus ablesen?
Eine Porositätsanalyse liefert weit mehr als ein „in Ordnung / nicht in Ordnung". Typische Kenngrößen sind:
| Kenngröße | Aussage |
|---|---|
| Größte Einzelpore | Wichtig, wenn eine einzelne kritische Fehlstelle ein Bauteil unbrauchbar macht (z. B. an einer Dichtfläche). |
| Gesamtporosität (%) | Anteil des Porenvolumens am Gesamtvolumen – ein Maß für die allgemeine Materialqualität. |
| Verteilung & Lage | Zeigt, ob sich Poren in bestimmten Zonen häufen – ein Hinweis auf systematische Gussfehler. |
| Wandnähe | Poren nahe der Oberfläche oder an belasteten Bereichen sind oft kritischer als Poren im Kern. |
Warum CT und nicht ein anderes Verfahren?
Klassische Methoden stoßen bei innenliegenden Fehlern an Grenzen: Ein Schliffbild zerstört das Bauteil und zeigt nur eine einzige Schnittebene. Die Computertomographie dagegen erfasst das gesamte Volumen zerstörungsfrei und in einem Durchgang. So lassen sich auch Bauteile prüfen, die danach noch verwendet werden sollen, und es entsteht ein vollständiges räumliches Bild aller Defekte – nicht nur ein zufälliger Querschnitt.
Porositätsanalyse bei 3DMT
Wir führen Porositäts- und Lunkeranalysen auf Basis unserer industriellen CT durch und werten die Ergebnisse nachvollziehbar aus – mit farbiger Darstellung der Defekte, Kennwerten und einer Bewertung gegen die mit Ihnen vereinbarten Kriterien. Die Ergebnisse lassen sich bei Bedarf mit einer Erstbemusterung oder einem Soll-Ist-Vergleich kombinieren.
Sie vermuten Poren oder Lunker in Ihrem Bauteil?
Wir machen die Fehler zerstörungsfrei sichtbar und bewerten sie nach Ihren Vorgaben.
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