Computertomographie

Die Computertomographie ist die einzige Methode, mit der es möglich ist, in Materialien und Komponenten hineinzusehen, ohne deren weitere Verwendung zu beeinflussen oder ihre Form zu verändern – zerstörungsfrei. Die inneren Strukturen werden rekonstruiert und virtuell dargestellt, ohne die Proben zu beschädigen.

Das Messprinzip

Grundsätzlich besteht ein 3D-Computertomograph aus drei Komponenten: der Röntgenquelle, einem Drehtisch, auf dem die Probe montiert ist, und einem digitalen Detektor. Die Röntgenquelle sendet einen kegelförmigen Röntgenstrahl aus. Wenn der Röntgenstrahl die Probe durchdringt, wird seine Intensität in Abhängigkeit von der Probendicke, der Dichte und der Ordnungszahl des Materials abgeschwächt. Der digitale Detektor wandelt die Röntgenintensität in ein digitales Projektionsbild um. Um ein 3D-Bild einer Probe zu erhalten, ist eine vollständige Rotation der Probe innerhalb des Röntgenstrahls notwendig, wobei der Drehtisch in gleichmäßigen Winkelabständen stoppt, um eine weitere Projektionsaufnahme zu machen. Abhängig von der erforderlichen Qualität des 3D-Datensatzes und der Probe werden 1000 bis 2000 Projektionen benötigt, um einen 3D-Datensatz zu erstellen.

Zur Analyse eines 3D-Datensatzes (auch Volumendaten genannt, mit einem einzelnen Datenwert an einer Position, die als Voxel bezeichnet wird) wird spezielle Software benötigt. Diese Software teilt die Volumendaten in axiale, frontale und sagittale Schnitte, um die Ergebnisse auf dem Bildschirm anzuzeigen, ähnlich wie bei einer metallographischen Präparation. Diese drei Schnitte sind am globalen Koordinatensystem des 3D-Datensatzes ausgerichtet: Axial bedeutet ein Schnitt in X-Y-Richtung, Frontal in X-Z und Sagittal in Z-Y-Richtung. Durch verschiedene Rendering-Algorithmen kann die Software auch ein 3D-Bild der gemessenen Probe darstellen. Die unterschiedlichen Graustufen entsprechen der Materialdichte, wobei eine hohe Dichte zu einer hellen Darstellung und eine niedrige Dichte zu einer dunklen führt.