Mikrofokus Computertomograph (µCT)

• Fachliche Zuordnung: Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 448295413

Ein Konsortium aus acht antragstellenden Arbeitsgruppen der Universität Siegen beabsichtigt die Anschaffung eines Mikrofokus Computertomographen (µCT), welcher im zentralen Großgerätezentrums für Mikro- und Nanoanalytik (MNaF) der Naturwissenschaftlich – Technischen Fakultät (NTF) eingesetzt werden soll. Das zu beschaffende Forschungsgroßgerät eignet sich besonders für den Einsatz in zwei Zentren der NTF. Es soll dort in 25 geplanten Forschungsvorhaben die eigenständige Forschung und Entwicklung in den Schwerpunkten (i) Methodenentwicklung der Tomographie und in situ Werkstoffprüfung, (ii) mikrostrukturbasierte Werkstoffentwicklung und skalenübergreifende Werkstoffmodellierung, (iii) zerstörungsfreie Werkstoff- und Bauteilprüfung sowie (iv) Metrologie unterstützten.Im Forschungszentrum "Innovative Materialien" (Cm) ist der Einsatz des µCT in 20 geplanten Forschungsvorhaben beabsichtigt. Die Methodenentwicklung der Tomographie, ein Kerngebiet der Arbeitsgruppe Butz (MNaF), und die in situ Werkstoffprüfung stellen dabei einen sehr wichtigen Schwerpunkt dar. So möchte die Arbeitsgruppe Leutbecher eine Methode zur Bestimmung von Faserorientierungen in stahlfaserverstärktem Beton entwickeln und für die werkstoffliche Charakterisierung nutzen. Die Methode der in situ Werkstoffprüfung würde der Arbeitsgruppe Brandt wertvolle Informationen für die Charakterisierung der Rissausbreitung während der Ermüdung von Werkstoffen liefern. Die Kenntnis des mikrostrukturabhängigen Verlaufs von Kurzrissen und die Möglichkeit, zweite Phasen im werkstofflichen Gefüge mit Hilfe des µCT zu identifizieren, würde so auch eine einzigartige Grundlage für die Arbeitsgruppe Brandt zur mikrostrukturbasierten Werkstoffentwicklung und skalenübergreifende Werkstoffmodellierung, z. B. für den Festigkeitsnachweis von Bauteilen aus höchstfesten Stählen, schaffen. Die Fähigkeit der zerstörungsfreien Werkstoff- und Bauteilprüfung würde den Arbeitsgruppen Butz, Brandt, Reinicke und Manns die Charakterisierung additiv gefertigter Werkstoffe und Bauteile des Zentrums für Smart Production Design Siegen (SmaP) erlauben, um das notwendige werkstoffliche Verständnis zu schärfen. Zudem ist die zerstörungsfreie Charakterisierung faserverstärkter Kunststoffe in den Arbeitsgruppen Brandt, Engel und Fang entscheidend für den Erfolg der Leichtbauanstrengungen. Die Metrologie würde besonders der Arbeitsgruppe Reinicke bei der Erfassung bionischer Strukturen zur Entwicklung von Strukturwerkstoffen von Nutzen sein. Ebenso sind maßliche Prüfungen sehr bedeutsam für den Erfolg der Arbeitsgruppe Engel bei der Automatisierung des Biegeprozesses von Faser-Thermoplast-Verbunden. Im Zentrum für Sensorsysteme (ZESS) bietet die gemeinsame Beschaffung und Nutzung eines Tomographen in weiteren fünf geplanten Forschungsvorhaben die einzigartige Möglichkeit, komplexe Aufbauten, wie z.B. kabellose Sensoren in intelligenten Werkzeugen zerstörungsfrei zu prüfen und Fehlermechanismen zu identifizieren.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Mikrofokus Computertomograph (µCT)
• Gerätegruppe: 4070 Spezielle Röntgengeräte für Materialanalyse, Strukturforschung und Werkstoff-Bestrahlung
• Antragstellende Institution: Universität Siegen
• Leiter: Professor Dr. Robert Brandt