Abgeschlossenes Förderprojekt

Bei Komponenten in der Raumfahrt ist die Zuverlässigkeit hinsichtlich mechanischer Ausfälle von besonderer Wichtigkeit. Dies gilt besonders für keramische Bauteile aufgrund ihrer Sprödigkeit, da bereits ein einzelner Defekt an einer kritischen Stelle zu Rissbildung und katastrophalem Bruch führen kann. Derzeit werden deshalb umfangreiche Belastungstests durchgeführt, die über die vorhergesagten Einsatzgrenzen hinausgehen. Diese Methode ist nicht nur zeit- und kostenintensiv, sondern verursacht oft unerwünschte Spannungen und zusätzliche Risiken.

Es besteht daher ein großes Interesse an der Entwicklung zerstörungsfreier Prüfmethoden, die dieselbe Zuverlässigkeit bieten, jedoch mit weniger Aufwand und Zeit verbunden sind.

Ziel des Projekts war die Entwicklung einer effizienten und zuverlässigen zerstörungsfreien Prüftechnik für keramische Materialien in der Raumfahrt. Dies sollte durch die Kombination von  Röntgen-Computertomographie (CT)-Bildgebung mit Algorithmen der künstlichen Intelligenz (KI) zur Defekterkennung und Finite-Elemente-Analysen erreicht werden, um Defekte sicher zu identifizieren und deren Kritikalität zu bewerten. Die Technologie sollte für alle Raumfahrt-relevanten keramischen Materialien geeignet und auch auf die allgemeine Materialprüfung übertragbar sein.

• Leistungsfähiger KI-basierter Algorithmus zur Defektsegmentierung: Hohe Genauigkeit (ca. 93 %) bei der Porendetektion: Identifikation  zusätzlicher Defekte, die von Menschen übersehen werden.
• Integration mit Finite-Elemente-Analyse: Kombination von Defektinformationen mit simulierten Belastungen zur Bewertung der Defektkritikalität.
• Adaptive Scanprozedur: Iterative CT-Scans mit unterschiedlicher Auflösung führen zu reduzierten Scanzeiten.
• Zeiteffizienz: Automatisierte Defektsegmentierung und adaptives Scannen sparen signifikant Zeit im Vergleich zu klassischen Methoden.
• Demonstration der entwickelten Methodik an einem exemplarischen keramischen Bauteil aus der Raumfahrt.