Computertomografie am SKZ: zerstörungsfreie Einblicke in Granulate und Kunststoffbauteile
Mit Computertomografie (CT) können hochauflösende Einblicke in das Innere von Bauteilen gewonnen werden, ohne diese zu beschädigen. Aus einer Vielzahl von Röntgenprojektionen, die während der Rotation des Prüfobjekts aufgenommen werden, wird zunächst ein Volumendatensatz rekonstruiert. Aus diesem kann anschließend ein präzises 3D-Modell abgeleitet werden. Diese direkt bildgebende Messtechnik ermöglicht umfassende Einblicke in Materialverteilungen, Geometrien und potenzielle strukturelle Auffälligkeiten und leistet somit einen wichtigen Beitrag, Prozessfehler zu erkennen und die Qualitätssicherung zu verbessern.
Außerdem stellt die CT eine effiziente Methode zur Untersuchung von Kunststoffgranulaten dar. Lufteinschlüsse oder Fremdpartikel können hinsichtlich ihrer Lage, Größe und Häufigkeit erfasst und quantitativ bewertet werden. So kann die Qualität des Materials noch vor der Verarbeitung in Extrusions- oder Spritzgießprozessen objektiv und frühzeitig beurteilt werden.
„Besonders durch den zunehmenden Einsatz von Rezyklaten erweist sich die Computertomografie als ein effizientes Instrument der zerstörungsfreien Prüfung“, erklärt Daniel Seewald, Scientist in der Gruppe Zerstörungsfreie Prüfung am SKZ in Würzburg. „Die daraus gewonnenen Erkenntnisse können entscheidend dazu beitragen, den Eintrag von Fremdpartikeln oder minderwertigem Granulat zu vermeiden.“
Durch die hohe Auflösung eignen sich CT-Scans außerdem zur Detektion von Lunkern, Rissen oder Verunreinigungen sowie zur Untersuchung von Faserorientierungen und Porositäten in extrudierten oder spritzgegossenen Bauteilen. Insbesondere die oft ausgeprägten Dichteunterschiede zwischen Kunststoffen und Fremdmaterialien erzeugen deutliche Bildkontraste, wodurch Störstellen in der Regel gut erkennbar sind. Auch Schaumstrukturen können detailliert charakterisiert werden. Dadurch ist es möglich, wertvolle Rückschlüsse auf Prozessparameter und deren Einfluss auf die Eigenschaften der resultierenden Bauteile zu ziehen.
Die am SKZ eingesetzten CT-Scanner liefern hohe Kontraste, erfassen auch größere Probenvolumina und ermöglichen Auflösungen bis in den einstelligen Mikrometerbereich. Damit bietet das SKZ Unternehmen umfassende Unterstützung bei Fragestellungen rund um Material- und Bauteilanalysen.
Ergänzend dazu bietet das SKZ einen dreitägigen Lehrgang an, der eine praxisorientierte Einführung in die Röntgentechnik mit Schwerpunkt auf CT-Anwendungen in der Kunststoffindustrie vermittelt. Praktische Messungen und Auswertungen stehen neben theoretischen Grundlagen im Mittelpunkt. Außerdem werden die Potenziale und Grenzen der Technologie erklärt. Die Teilnehmenden können nach Kursende eigenständig CT-Messungen vornehmen und die erhobenen Daten fachgerecht interpretieren.
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Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.
SKZ – Das Kunststoff-Zentrum
Friedrich-Bergius-Ring 22
97076 Würzburg
Telefon: +49 931 4104-0
https://www.skz.de
Scientist | Zerstörungsfreie Prüfung Würzburg
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AutoROCK digitalisiert die Extrusion: KI erkennt Fehler künftig in Echtzeit
Um eine belastbare Datenbasis für die Entwicklung eines KI-gestützten Überwachungssystems zu schaffen, wurden im Projekt bisher gezielt Extrudate mit charakteristischen Fehlstellen hergestellt. Zudem wurden von produzierenden Unternehmen Ausschussprodukte mit typischen Fehlern zur Verfügung gestellt. Die vorliegenden Defekte, darunter Lunker, Fremdmaterialeinschlüsse, Poren und Geometriefehler, ermöglichen es reproduzierbare und realitätsnahe Szenarien abzubilden.
Die Proben wurden anschließend mit state-of-the-art Röntgen-CT-Systemen sowie mit etablierten zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP) untersucht. Der daraus entstandene Datensatz bildet jetzt die Grundlage für das Training eines KI-Systems, das zukünftig in der Lage sein soll, Fehlstellen automatisiert zu erkennen, zu klassifizieren und hinsichtlich ihrer Relevanz zu bewerten. Durch die Vielfalt der erfassten Daten lernt die KI, auch komplexe oder überlagerte Fehlerstrukturen zu identifizieren.
Parallel wurde im Projekt ein Konzept für ein speziell angepassten Demonstrator entwickelt, der künftig Online-Messungen während der Extrusion ermöglichen soll. Die Anforderungen an ein solches System sind hoch: Es muss robuste Messungen trotz kontinuierlicher Materialbewegung, hoher Durchsatzgeschwindigkeiten und begrenzter Bauräume gewährleisten sowie den Strahlenschutz sicherstellen. Zudem muss die Technologie so ausgelegt sein, dass sie sich nahtlos in bestehende Produktionslinien integrieren lässt, ohne den Prozessfluss zu beeinträchtigen. Das entwickelte Konzept berücksichtigt diese Herausforderungen und schafft eine Grundlage für eine neue Generation inlinefähiger CT-Systeme. Praktische Tests werden im Laufe des Jahres stattfinden.
Die Kombination aus KI und angepasster CT-Technologie eröffnet der Kunststoffindustrie neue Möglichkeiten. Durch die Echtzeit-Überwachung sollen zukünftig Qualitätsabweichungen unmittelbar erkannt und Prozessparameter dynamisch angepasst werden können. Hiermit ist eine deutliche Reduktion von Ausschuss, eine höhere Prozessstabilität und eine verbesserte Ressourceneffizienz zu erwarten. Gleichzeitig ermöglicht die kontinuierliche Datenerfassung eine umfassende Dokumentation der Produktqualität.
Interessierte Unternehmen sind eingeladen, sich für weitere Informationen an die Projektpartner zu wenden.
Das Projekt (Förderkennzeichen 01IF23187N) wird im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) über das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) gefördert.
Weitere Informationen zur zerstörungsfreien Prüfung
Das SKZ ist ein Klimaschutzunternehmen und Mitglied der Zuse-Gemeinschaft. Diese ist ein Verbund unabhängiger, industrienaher Forschungseinrichtungen, die das Ziel verfolgen, die Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit der Industrie, insbesondere des Mittelstandes, durch Innovation und Vernetzung zu verbessern.
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„RezyPart“: Optimierter Einsatz von Rezyklaten im Fahrzeugbau dank Künstlicher Intelligenz
Rezyklate gelten als wichtiger Baustein für mehr Nachhaltigkeit in der Industrie. Ihr Einsatz kann den CO₂-Fußabdruck deutlich senken und die Kreislaufwirtschaft stärken. In der Praxis weisen Rezyklate jedoch oft inhomogene Materialqualitäten auf und enthalten Fremdpartikel, etwa Metallreste, Staub, Fett oder verschiedene Kunststoffarten. Diese können mechanische Eigenschaften, wie die Zugfestigkeit, negativ beeinflussen und den sicheren Einsatz in technischen Bauteilen erschweren.
Hier setzt „RezyPart“ an: Im Fokus des von Brose koordinierten Projekts steht die Entwicklung einer KI-gestützten Software, die die Auswirkungen solcher Verunreinigungen auf Bauteile präzise vorhersagen kann. Dadurch wird es möglich, Rückschlüsse auf die Eignung bestimmter Rezyklate zu ziehen. Angesichts wachsender gesetzlicher Anforderungen ist dies ein echter Meilenstein, um einen möglichst hohen Anteil recycelter Kunststoffe im Fahrzeugbau einzusetzen.
Grundlage für echte Kreislaufwirtschaft
„Als starker Partner der Automobilindustrie ist es unsere Verantwortung, Rezyklate so einzusetzen, dass keine Kompromisse bei der Sicherheit entstehen. Gleichzeitig wollen wir als Familienunternehmen einen aktiven Beitrag zu Nachhaltigkeit leisten“, betont Peter Weidinger, Leiter Werkstofftechnik bei Brose. „Mit RezyPart entwickeln wir auf Basis unserer Datenplattform eine KI-Lösung, um die Qualität von Rezyklaten künftig präzise bewerten und verlässliche Aussagen zu Bauteileigenschaften treffen zu können“, ergänzt Dr. Stefan Thomas, Geschäftsführer bei LabV Intelligent Solutions.
Auch das SKZ Würzburg bewertet die Verknüpfung von Kompetenzen als einen wichtigen Schritt für die Branche: „Mit ‚RezyPart‘ ebnen wir den Weg zur Erfüllung gesetzlicher und kundenspezifischer Anforderungen und sehen darin den Auftakt einer umfassenden Rezyklat-Initiative“, sagt SKZ-Projektleiter Tobias Göbel. „Wir schaffen die Grundlage dafür, Rezyklate gezielt und in hoher Qualität in anspruchsvolle Bauteile zu integrieren. So fördern wir eine echte Kreislaufwirtschaft im Fahrzeugsektor.“
Unterstützung durch den Freistaat Bayern
Das Projekt „RezyPart“ läuft vom 1. August 2025 bis 31. Juli 2028 und wird durch das Bayerische Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie gefördert. Die öffentliche Unterstützung reduziert wirtschaftliches Risiko und schafft Raum für technologische Innovation.
Über LabV Intelligent Solutions GmbH
LabV Intelligent Solutions GmbH, ein Tochterunternehmen der NETZSCH-Gruppe mit Sitz in München, widmet sich der Digitalisierung in der Forschung und Entwicklung. Mit der Mission, die Entwicklung effizienter und nachhaltiger Materialien voranzutreiben, unterstützt das Unternehmen mit der Material-Intelligence-Plattform LabV® Ingenieure in der F&E dabei, den gesamten Produktzyklus von der Idee bis zur Produktion effizient zu gestalten. Die Plattform beseitigt eine ineffiziente Datenverarbeitung und -verwaltung und liefert gezielte Erkenntnisse aus relevanten Daten, um datenbasierte Entscheidungen zu treffen. Zu den Kunden von LabV zählen namhafte Firmen unter anderem aus der Polymerverarbeitung, dem Maschinenbau und der Farb- und Lackbranche.
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Mit einem Klick zur Klimabilanz
Nach über drei Jahren intensiver Forschung und Entwicklung ist es so weit: Im Rahmen des Projekts SuLiCo – Sustainable Lightweight Construction wird am Donnerstag, 20. November 2025, von 12:45–13:30 Uhr das zentrale Ergebnis offiziell vorgestellt – ein datenbankgestütztes Webtool zur ganzheitlichen Bewertung von Kunststoffleichtbauteilen.
Das Tool ermöglicht eine multikriterielle Bewertung der Umwelt- und Ressourcenperformance bereits in der Design- und Konstruktionsphase. Es berücksichtigt den gesamten Lebensweg von Produkten und bietet Entscheidungshilfen zu Kenngrößen wie CO₂-Fußabdruck, Ressourceneffizienz und Energiebedarf. Damit unterstützt es Entwicklerinnen und Entwickler dabei, Zielkonflikte frühzeitig zu erkennen und nachhaltige Alternativen fundiert zu bewerten.
Einladung zum Online-Release
Die Projektpartner SKZ – Das Kunststoff-Zentrum und brands & values GmbH laden Produktingenieurinnen und -ingenieure, Entwicklerinnen und Entwickler sowie Nachhaltigkeitsmanagerinnen und -manager zur digitalen Vorstellung des Tools ein. Der 45-minütige Termin bietet einen Einblick in Funktionen und Anwendungsszenarien des Tools sowie in die Hintergründe seiner Entwicklung.
Die Veranstaltung findet am Donnerstag, den 20. November 2025, von 12:45 bis 13:30 Uhr online statt. Die Zugangsdaten werden den Teilnehmenden nach der Anmeldung zur Verfügung gestellt.
Anmeldung & Kontakt
Für die Teilnahme am Online-Release bittet das SKZ um formlose Anmeldung.
Bei Fragen können Sie sich gerne an den Organisator Julius Ort (j.ort@skz.de) wenden.
Über SuLiCo
SuLiCo hat das Ziel, die Nachhaltigkeit von Kunststoffleichtbauteilen durch ein digitales Tool systematisch bewertbar und optimierbar zu machen. Das Projekt richtet sich insbesondere an kleine und mittlere Unternehmen (KMU), die bislang nur begrenzten Zugang zu ganzheitlichen Umweltbewertungslösungen hatten.
Weitere Informationen zum Forschungsprojekt SuLiCo
Das Projekt SuLiCo (Förderkennzeichen 03LB3084A) wird im Rahmen des Technologietransfer-Programms Leichtbau (TTP LB) auf Beschluss des Deutschen Bundestages vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.
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