Ein auf 12.000 Euro geschätztes Rennrad brach während einer Abfahrt ohne erkennbare Hindernisse. Der Carbonrahmen, der einer forensischen Untersuchung mittels industrieller Computertomographie unterzogen wurde, zeigte eine massive innere Delamination. Dieser als Niedriggeschwindigkeits-Aufprallschaden klassifizierte Fehler war mit bloßem Auge völlig unsichtbar und blieb bei herkömmlichen Sichtprüfungen unbemerkt, was zu einem katastrophalen Versagen im Betrieb führte.
Analyseprotokoll mit VGSTUDIO MAX und Geomagic Control X 🔬
Der Prozess beginnt mit einem industriellen CT-Scan des gesamten Rahmens. Die volumetrischen Daten werden in VGSTUDIO MAX importiert, wo Filter zur Erkennung von Porosität und Delamination angewendet werden. Die Software ermöglicht die Segmentierung der interessierenden Bereiche und die Quantifizierung des genauen Volumens der abgelösten Zone zwischen den Faserschichten. Anschließend wird das extrahierte 3D-Netz in Geomagic Control X gegen das ursprüngliche CAD-Design aus SolidWorks ausgerichtet, um geometrische Abweichungen zu bewerten. Die Kombination dieser Programme ermöglicht es festzustellen, ob die Struktur nach dem vorherigen Aufprall ihre Integrität verloren hat, und zu ermitteln, ob das Material die geforderten Sicherheitsstandards nach einem Aufprall für High-End-Rahmen erfüllte.
Auswirkungen auf Ermüdungssimulation und Normen ⚙️
Dieser Fall zeigt, dass die Sichtprüfung nicht ausreicht, um die Sicherheit eines Carbonrahmens nach einem Sturz zu zertifizieren. Die Materialermüdungssimulation, die mit den realen Delaminationsdaten aus dem CT gespeist wird, kann die verbleibende Lebensdauer des Bauteils vorhersagen. Die Integration dieser Analysen in die Qualitätsprotokolle würde es Herstellern und Werkstätten ermöglichen, katastrophale Ausfälle zu vermeiden und einen neuen Sicherheitsstandard zu etablieren, der auf präzisen volumetrischen Daten und nicht auf visuellen Annahmen basiert.
Als Werkstoffingenieur, welche forensische Rekonstruktionsmethodik würdest du empfehlen, um in einer industriellen Computertomographie zwischen einer durch zyklische Ermüdung verursachten Delamination und einer durch einen nicht im Nutzungsverlauf des Bauteils dokumentierten punktuellen Aufprall verursachten Delamination zu unterscheiden?
(PS: Materialermüdung ist wie deine nach 10 Stunden Simulation.)