Laboratorio di tomografia computerizzata: registrazione delle strutture materiali più piccole La moderna tecnologia di misurazione consente approfondimenti. Ad esempio, un tomografo computerizzato (CT) ha recentemente arricchito l’esame di un’ampia varietà di materiali – dalle microparticelle ai componenti stampati in 3D – nel Dipartimento di ingegneria meccanica e di processo presso la TU Kaiserslautern. Con la macchina di misura a coordinate multisensore, i campioni non solo possono essere sottoposti a raggi X in modo non distruttivo, ma anche misurati tridimensionalmente con elevata precisione.
Il TomoScope L da 12 tonnellate della Werth Messtechnik GmbH si trova in un laboratorio climatizzato. “Insieme ai professori Tilmann Beck, Jörg Seewig ed Eberhard Kerscher, siamo riusciti a raccogliere fondi per il dispositivo di misurazione, che è costato circa 1 milione di euro”, riferisce il Dr.-Ing. Kai Nikolaus, associato del Prof. Sergiy Antonyuk presso la cattedra di ingegneria dei processi meccanici. Il grande dispositivo di ricerca è stato finanziato dalla German Research Foundation (DFG). Dovrebbe supportare lo sviluppo, l’analisi e l’ottimizzazione di prodotti provenienti da nuovi processi di tecnologia chimica, farmaceutica e alimentare ed essere utilizzato in modo interdisciplinare, aggiunge l’ingegnere.
Nella produzione industriale, le macchine di misura a coordinate CT vengono utilizzate per il controllo dei componenti. La superficie del componente viene registrata da migliaia di punti di misurazione per verificare le deviazioni dal modello CAD. Per gli scienziati del TUK, l’obiettivo principale è sulle strutture materiali interne. “Il dispositivo CT ha un doppio sistema di tubi a raggi X ed è quindi molto flessibile”, spiega Nikolaus. Il primo tubo a raggi X ha una tensione di accelerazione fino a 240 kV e può penetrare materiali densi – acciaio di circa 50 mm di spessore. Il secondo tubo a raggi X ha un punto focale molto piccolo e consente una risoluzione massima di 500 nanometri con il rilevatore di area 4K ad alta risoluzione. «Con la Tac possiamo vedere strutture da 1 micrometro», sottolinea l’ingegnere. Utilizzando un sensore di distanza a luce bianca integrato, le superfici dei componenti possono anche essere scansionate parallelamente alla scansione CT, ad esempio per rilevare la rugosità. Inoltre, il TomoScope L è equipaggiato in modo tale da poter utilizzare sistemi di test più piccoli ed è possibile effettuare registrazioni in situ quasi dinamiche.
Ad esempio, una cella di misura tensione-compressione posta nella sala metrologica consente di visualizzare l’effetto adesivo dei leganti e la propagazione delle cricche negli agglomerati sottoposti a progressiva sollecitazione meccanica. I ricercatori stanno attualmente utilizzando il sistema CT per esaminare le perdite quando si indossano maschere FFP2, misurare le forme delle microparticelle frantumate e valutare i pori nei componenti stampati in 3D.
Il laboratorio per la tomografia computerizzata sarà aperto anche a partner esterni in futuro. “Siamo felici di accettare ordini dall’industria”, afferma Nikolaus.
La TU Kaiserslautern e l’Università di Landau diventeranno la RPTU da gennaio
Il 1° gennaio 2023, l’Università tecnica di Kaiserslautern e l’Università di Landau si fonderanno per formare l’Università tecnica della Renania-Palatinato di Kaiserslautern-Landau. Con oltre 20.000 studenti e più di 300 professori, l’RPTU è la seconda istituzione accademica più grande del paese. In quanto luogo della migliore ricerca internazionale e fabbrica di talenti accademici del mondo degli affari e della scienza, l’RPTU offre eccellenti condizioni di studio e ricerca, nonché un ambiente cosmopolita. L’RPTU è anche un partner di innovazione e trasferimento per la politica, l’economia e la società. Chiunque studi, impari, ricerchi o lavori presso l’RPTU fa parte di una vivace comunità universitaria e sta plasmando il mondo di domani.
