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xCTingWissenschaftlicher Nachwuchs erschließt neue Wege der industriellen zerstörungsfreien Prüfung

Zerstörungsfreie Prüfung sichert die Qualität von Werkstoffen und umfasst Methoden wie industrielle Computertomografie (CT), Ultraschall- und Wirbelstromprüfung. Das Marie Skłodowska-Curie Projekt xCTing hat zum Ziel, die industrielle Computertomografie so weiterzuentwickeln, dass sie eine fehlerfreie automatisierte Fertigung maßgeschneiderter Erzeugnisse erlaubt. Dafür wird eine neue Generation an Expert*innen ausgebildet, die im Rahmen des Projekts an ihren Dissertationen arbeiten. Der FH OÖ Campus Wels ist mit zwei PhD-Ausbildungsplätzen am europäischen Projekt beteiligt.

Die fehlerfreie Sonderanfertigung ist eine der wesentlichen Herausforderungen der europäischen produzierenden Betriebe. Darauf überzeugend zu antworten, wird Europas globale Position in der Industrieproduktion festigen. „Die Messtechnik mittels Röntgen-Computertomographie spielt bei diesem Übergang eine wichtige Schlüsselrolle, da sie die einzige bekannte Technologie ist, die zerstörungsfrei die Qualität von komplexen inneren Strukturen erfassen und damit überprüfen kann“, so Christoph Heinzl, Senior Researcher für Datenanalyse und -visualisierung im Bereich der Industriellen Röntgen-Computertomographie am FH OÖ Campus Wels. Komplexe innere Strukturen sind etwa bei additiv gefertigten, also per 3D-Druck hergestellten oder auch bei integrierten Baugruppen zu finden. Aktuell wird CT weitestgehend als Offline-Technologie eingesetzt, hauptsächlich aufgrund des ungelösten Zielkonflikts zwischen Scan-Geschwindigkeit und Scan-Qualität, und der damit verbundenen Notwendigkeit umfangreicher Parametrierungen durch Expert*innen.

xCTing konzentriert sich darauf, die Autonomie, Robustheit und Geschwindigkeit in der CT-Messtechnik deutlich zu erhöhen, um einen vollständigen Übergang dieser Messtechnik zu einer Inline-Qualitätssicherungstechnologie zu ermöglichen. In Industrie 4.0-Umgebungen ein erforderlicher Standard. „Es erfordert die Integration eines breiten Spektrums an interdisziplinärem Fachwissen, wie Physik, Fertigung, dimensionelle Messtechnik, maschinelles Lernen sowie effiziente und zuverlässige Big Data Analytik und Visualisierung“, erklärt Christoph Heinzl zur Bewältigung dieser aktuellen Herausforderungen. Um den angestrebten Innovationsdurchbruch in der europäischen Industrie zu erreichen, braucht Europa daher dringend junge Innovator*innen, die diese Vielfalt an Kompetenzen mit unternehmerischem Geschick verbinden können. Das xCTing-Projekt bildet hierfür eine paneuropäische Initiative aus Wirtschaft und Wissenschaft. Das einzigartige, internationale und umfassende Ausbildungsumfeld fördert eine neue Generation an innovationsfreudigen Forscher*innen, die als Katalysatoren der Transformation der europäischen Fertigungsindustrie hin zur globalen Technologieführerschaft agieren werden.

Das übergeordnete Ziel von xCTing - Enabling X-ray CT based Industry 4.0 process chains by training Next Generation research experts ist, wie der vollständige Projektname verrät, 15 junge, ambitionierte Forscher*innen auszubilden, die die Führungsrolle bei der Gestaltung der nächsten Generation der europäischen, Industrie 4.0-fähigen CT-Technologie übernehmen werden. Das xCTing-Konsortium besteht aus neun Projektpartnern und sechs assoziierten Partnerorganisationen aus sechs europäischen Ländern. Die beiden PhD-Studierenden am FH OÖ Campus Wels werden in die CT-Forschungsgruppe rund um Visualisierungsexperten Heinzl integriert. Eine enge Kooperation mit der Industrie ist für die Forschung an Techniken zur Merkmalserkennung und -quantifizierung in Verbindung mit visueller Analyse Grundvoraussetzung im Projekt. Promovieren werden die zwei Nachwuchswissenschaftler*innen an der TU Wien.

Innovativ ist am Projekt … „Scalable first-time right manufacturing“ ist eine der Hauptprioritäten in der Europäischen Industrie, die eine Kombination von Geschwindigkeit, Präzision, Qualität und Zuverlässigkeit mit Flexibilität und Agilität in der Fertigung erfordert.
Die Röntgen-Computertomographie (CT) spielt hierbei eine Schlüsselrolle zur Bewältigung dieser Herausforderung: Als Messtechnologie verbindet sie die cyber-digitale Welt mit der physischen Welt und gilt damit als Schrittmacher der Industrie 4.0 hinsichtlich der zerstörungsfreien Qualitätskontrolle von inneren Strukturen.

Die Gesellschaft profitiert durch das Projekt … Europa ist in der CT-basierten Messtechnik und in der Industrie 4.0 als weltweit führend anerkannt, weshalb es von höchstem Interesse ist, diese Position im globalen Wettbewerb zu halten.
Ergebnisse aus xCTing werden die Genauigkeit und Effizienz in der kundenindividuellen und flexiblen Fertigung signifikant verbessern und sich damit positiv auf die Gesellschaft als Ganzes auswirken. Durch die Ausbildung von 15 Doktorand*innen in allen Aspekten der CT-basierten Messtechnik adressiert xCTing den Fachkräftemangel und ermöglicht zukünftige Innovationen.

Für dieses Forschungsanliegen braucht es ein europäisches Projekt … xCTing integriert führende europäische Akteure aus Industrie und Wissenschaft und bietet eine kritische Masse, um Innovationen im Bereich Zero-defect manufacturing zu ermöglichen.
Kein einzelnes europäisches Land verfügt über eine Kombination der nötigen Expertise in den verschiedenen Disziplinen, die für dieses Trainingsprogramm notwendig sind. Dieses Netzwerk wird die Fragmentierung des Wissens überwinden und die für die Umsetzung dieses Ausbildungsnetzwerks nötige Expertise einer multidisziplinären Doktorand*innenausbildung auf europäischer Ebene bündeln.

Für mich persönlich ist an diesem Projekt besonders interessant … Für mich ist einerseits die Zusammenarbeit mit den führenden Akteuren in Europa aus Industrie und Wissenschaft im Bereich CT-basierter Metrologie hochinteressant. Andererseits reizt das Thema und die damit verbundene Interdisziplinarität, die eine Integration von Fachwissen aus Physik, Fertigung, Metrologie, maschinellem Lernen sowie effizienter und zuverlässiger Datenanalyse und Visualisierung erfordert.

Noch Fragen zum Projekt?

FH-Assistenzprof. DI Dr. Christoph Heinzl

FH OÖ, Campus Wels
+43 5 0804 44406

christoph.heinzl@fh-wels.at

https://xcting-itn.eu/

Christoph Heinzl, Bildquelle: B.Plank_imBILDE.at

Dieses Projekt wird mit Mitteln aus Horizon 2020, dem Forschungs- und Innovationsprogramm der Europäischen Union, gefördert (Marie Skłodowska-Curie-Finanzhilfevereinbarung Nr. 956148).

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