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Industrielle Computertomographie: Einblicke in Trends, Marktentwicklung und technologische Innovationen

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Die indus­tri­el­le Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) hat sich zu einem ent­schei­den­den Werk­zeug in der Qua­li­täts­si­che­rung und im Fer­ti­gungs­pro­zess ver­schie­de­ner Indus­trie­zwei­ge entwickelt. 

Der Markt für indus­tri­el­le CT erfährt auf­grund tech­no­lo­gi­scher Inno­va­tio­nen und der zuneh­men­den Inte­gra­ti­on addi­ti­ver Fer­ti­gungs­me­tho­den ein signi­fi­kan­tes Wachs­tum. Die­ser Bei­trag gibt einen Über­blick über die aktu­el­len Trends und Zukunfts­aus­sich­ten die­ser Tech­no­lo­gie, ein­schließ­lich der Ana­ly­se von Markt­ent­wick­lun­gen, Wachs­tums­pro­gno­sen und dem Ein­fluss von tech­no­lo­gi­schen Fort­schrit­ten. Es wer­den die Vor­tei­le der CT in der Qua­li­täts­si­che­rung und die Rol­le spe­zi­fi­scher Gerä­te- und Dienst­leis­tungs­in­no­va­tio­nen her­vor­ge­ho­ben, die dar­auf abzie­len, die Pro­dukt­qua­li­tät zu ver­bes­sern und Pro­duk­ti­ons­pro­zes­se zu optimieren.

Die­ser Bei­trag bie­tet einen kom­pak­ten Ein­blick in die Bedeu­tung und das zukünf­ti­ge Poten­zi­al der indus­tri­el­len Com­pu­ter­to­mo­gra­phie, indem er sich auf wesent­li­che Aspek­te konzentriert.

Inhaltsverzeichnis 

Aktueller Markt & Prognose der Entwicklung von industrieller Computertomographie

Der welt­wei­te Markt für indus­tri­el­le Com­pu­ter­to­mo­gra­phie (CT) ver­zeich­net ein signi­fi­kan­tes Wachs­tum. Für die Jah­re 2022 bis 2024 bewe­gen sich Markt­schät­zun­gen von 502 bis 645,3 Mil­lio­nen USD. Pro­gno­sen zufol­ge wird die­ser Markt zwi­schen 2029 und 2030 auf eine Grö­ße von 773,45 bis 1.116,5 Mil­lio­nen USD anwach­sen. Die durch­schnitt­li­che jähr­li­che Wachs­tums­ra­te (CAGR) beträgt etwa 7,4 % bis 9,03 % (Grand View Rese­arch, Inc., 2023; Mordor Intel­li­gence, 2024).

Die zuneh­men­de Ver­wen­dung von addi­ti­ven Fer­ti­gungs­tech­ni­ken in ver­schie­de­nen Indus­trien wie der Automobil‑, Luft- und Raumfahrt‑, Ver­tei­di­gungs- und Elek­tronik­in­dus­trie treibt die­se Ent­wick­lung vor­an. Addi­ti­ve Fer­ti­gung, auch als 3D-Druck bekannt, ermög­licht die Her­stel­lung kom­ple­xer Designs und Struk­tu­ren, die mit her­kömm­li­chen Metho­den teu­er und schwie­rig zu pro­du­zie­ren sind. Indus­tri­el­le CT-Scan­ner tes­ten die Fes­tig­keit und Eigen­schaf­ten sol­cher Struk­tu­ren, ohne das Pro­dukt zu beschä­di­gen (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Vorteile der industriellen CT

Zu den Vor­tei­len der indus­tri­el­len CT gehört das zer­stö­rungs­freie Prü­fen von Bau­tei­len. Es gibt eine Viel­zahl von ver­schie­de­nen CT-Sys­te­men, wel­che die Digi­ta­li­sie­rung von mikro­sko­pisch klei­nen Prüf­kör­pern mit hoher Auf­lö­sung (nm-Bereich) bis hin zu Bau­tei­len und Kom­plett­sys­te­men in der Grö­ße eines Fahr­zeugs ermög­li­chen. Mit­tels spe­zia­li­sier­ter Aus­wer­te­soft­ware kön­nen auf Basis der CT-Digi­ta­li­sie­run­gen ver­schie­de­ne Inspek­tio­nen wie Poren­ana­ly­se, Defek­t­er­ken­nung, Mon­ta­ge­ana­ly­se durch­ge­führt wer­den. CT-Prü­fung kann im Ent­wick­lungs­pro­zess und Qua­li­täts­ma­nage­ment vor­teil­haft genutzt wer­den für: 
  • eine schnel­le­re Produktentwicklung,
  • eine erhöh­te Pro­dukt­qua­li­tät und damit 
  • ein redu­zier­tes Risi­ko von Pro­dukt­rück­ru­fen sowie
  • eine redu­zier­te Aus­schuss­quo­te bei gesperr­ten Bauteilen.

Marktangebot

Der Markt teilt sich in die Seg­men­te Gerä­te und Dienst­leis­tun­gen. Das Gerä­te­seg­ment domi­niert im Jahr 2022 mit einem Umsatz­an­teil von 51,8 % und soll im Pro­gno­se­zeit­raum um 7,1 % CAGR wach­sen (Grand View Rese­arch, Inc, 2023). Wich­ti­ge Inno­va­ti­ons­trei­ber sind hier CT-Soft­ware­ent­wick­lun­gen wie die ZEISS Auto­ma­ted Defect Detec­tion, die KI für auto­ma­ti­sier­te Feh­ler­ana­ly­sen nutzt (Carl Zeiss Indus­tri­al Metro­lo­gy, LLC., n.d.). Das Dienst­leis­tungs­seg­ment, für das mit 7,7 % die höhe­re Wachs­tums­ra­te erwar­tet wird, umfasst Inspektions‑, Support‑, War­tungs- und Bera­tungs­dienst­leis­tun­gen. Auf­grund der hohen Kapi­tal­in­ten­si­tät von CT-Scan­nern lagern Unter­neh­men zuneh­mend Dienst­leis­tun­gen an Dritt­an­bie­ter aus (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Innovationen in der industriellen CT

Dienstleistungsinnovation

Die Micro­vis­ta GmbH hat in Zusam­men­ar­beit mit dem EZRT des Fraun­ho­fer IIS ein fle­xi­bles und mobi­les CT-Sys­tem ent­wi­ckelt. Das Sys­tem lässt sich ein­fach und schnell in Pro­duk­ti­ons­ab­läu­fe inte­grie­ren und wird als Miet­sys­tem für die zer­stö­rungs­freie Prü­fung in Pha­sen eines erhöh­ten Prüf­auf­wands ange­bo­ten. Der Inspek­ti­ons­pro­zess ist voll­stän­dig auto­ma­ti­siert (CT-Scan, Rekon­struk­ti­on, Aus­wer­tung) und wird mit einer kun­den­in­di­vi­du­el­le Aus­wer­te­soft­ware aus­ge­lie­fert. Die­ses Kon­zept ermög­licht ein schnel­les Feed­back über die Pro­dukt­qua­li­tät direkt an der Pro­duk­ti­ons­stät­te und redu­ziert dadurch Kos­ten und logis­ti­schen Auf­wand der CT-Prü­fung. Durch die auto­ma­ti­sche, KI unter­stütz­te Aus­wer­tung ist das Sys­tem ide­al für die Seri­en­prü­fun­gen bzw. seri­en­be­glei­ten­de Prü­fun­gen geeig­net (Fraun­ho­fer-Insti­tut für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS, 2023; Micro­vis­ta GmbH, n.d.-b).

SCANEXPRESS at Microvista
© Micro­vis­ta GmbH

Geräteinnovationen

Das Fraun­ho­fer-Insti­tut hat 2018 das ers­te robo­ter­ba­sier­te CT-Sys­tem beim Auto­mo­bil­her­stel­ler BMW in Betrieb genom­men. Die­se tech­no­lo­gi­sche Inno­va­ti­on stellt einen bedeu­ten­den Fort­schritt in der indus­tri­el­len Com­pu­ter­to­mo­gra­phie dar und hat das Poten­zi­al, die Art und Wei­se zu ver­än­dern, wie kom­ple­xe Bau­tei­le in der Auto­mo­bil­in­dus­trie unter­sucht und ana­ly­siert wer­den (Fraun­ho­fer-Insti­tut für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS, 2018). Mit die­ser Tech­no­lo­gie, die in der Pilot­an­la­ge des BMW-For­schungs- und Inno­va­ti­ons­zen­trums ein­ge­setzt wird, kön­nen vier Robo­ter meh­re­re tau­send Schnitt­bil­der eines Fahr­zeug­pro­to­typs im Mikro­me­ter­be­reich auf­neh­men. Dies ermög­licht eine prä­zi­se drei­di­men­sio­na­le Ana­ly­se, ohne dass das Fahr­zeug zer­legt wer­den muss (Beut­na­gel, 2018). 

Geräte- und Dienstleistungsinnovation im Zusammenspiel

Bei At- oder Inline-Sys­te­men in den Wer­ken von OEMs oder Zulie­fe­rern kann es auf­grund von Per­so­nal­man­gel oder Per­so­nal­kos­ten­ein­spa­run­gen zu Aus­wer­te­eng­päs­sen kom­men oder es gibt beson­de­re Aus­wer­te­her­aus­for­de­run­gen, bei denen Stan­dard­soft­ware an ihre Gren­zen stößt. Hier kön­nen Anbie­ter wie die Micro­vis­ta GmbH mit einer kun­den­in­di­vi­du­el­len auto­ma­ti­sier­ten Aus­wer­tung über die Cloud wei­ter­hel­fen (Micro­vis­ta GmbH, n.d.-a).

Scantechniken

Flä­chen- und Kegel­strahl-CT domi­nie­ren den Markt. Das Flä­chen­strahl-CT-Seg­ment hat­te 2022 einen Markt­an­teil von 44,1% und wird vor­aus­sicht­lich eine CAGR von 7,3% errei­chen. Für Kegel­strahl-CT wird mit 7,9% die höhe­re CAGR erwar­tet. Kegel­strahl-CT, geeig­net für das Scan­nen von elek­tro­ni­schen Bau­tei­len und mit­tel­gro­ßen Guss­tei­len und bie­tet Vor­tei­le durch kür­ze­re Scan­zei­ten (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Die Com­pu­ter­la­mi­no­gra­phie ist ins­be­son­de­re für flä­chi­ge bzw. pla­na­re Bau­tei­le geeig­net, bspw. Für elek­tro­ni­sche Lei­ter­plat­ten, die Unter­su­chung von Rotor­blät­tern für Hub­schrau­ber und Wind­kraft­an­la­gen oder von flä­chi­gen Faser­ver­bund­bau­tei­len. 12 Auf­grund der immer grö­ßer wer­den­den Bau­tei­le, der Umstel­lung auf erneu­er­ba­re Ener­gien und des ste­tig stei­gen­den Bedarfs an elek­tro­ni­schen Bau­tei­len wird die Com­pu­ter­la­mi­no­gra­phie neben der indus­tri­el­len CT vor­aus­sicht­lich eine wich­ti­ge Rol­le spie­len (Maisl et al., 2010).

Entwicklung in Anwendungsfeldern

Das Seg­ment Feh­ler­er­ken­nung und ‑inspek­ti­on, das 2022 einen Markt­an­teil von 25,0% hielt, wird die höchs­te CAGR von 8,6% auf­wei­sen. Das Seg­ment Mon­ta­ge­ana­ly­se, zuneh­mend in der Automobil‑, Luft- und Raum­fahrt- sowie Elek­tronik­in­dus­trie ein­ge­setzt, erwar­tet eine CAGR von 7,2% (Grand View Rese­arch, Inc, 2023). 

Entwicklung nach Branchen

Nachfrage in der Automobilindustrie nach industrieller CT

Die Auto­mo­bil­in­dus­trie domi­nier­te 2022 mit einem Markt­an­teil von 26,6%. Erwar­tet wird eine CAGR von 7,8% bis 2030. Indus­tri­el­le CT-Sys­te­me wer­den in ver­schie­de­nen Pha­sen des Pro­duk­ti­ons­pro­zes­ses ein­ge­setzt (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Nachfrage im Elektroniksegment nach industrieller CT

Das Elek­tronik­seg­ment wird vor­aus­sicht­lich die schnells­te CAGR von 8,5% auf­wei­sen, da CT-Scan­ning zuneh­mend zur Unter­su­chung inter­ner Tei­le in der Elek­tronik­in­dus­trie ein­ge­setzt wird (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Nachfrage im Luft- und Raumfahrtsektor nach industrieller CT

In der Luft- und Raum­fahrt­in­dus­trie hat die stei­gen­de Nach­fra­ge nach prä­zi­sen Bewer­tun­gen kom­ple­xer Tei­le bei hohen Tem­pe­ra­tu­ren das CT-Geschäft vor­an­ge­trie­ben. CT wird für die Unter­su­chung von Tei­len wie geschweiß­ten Roh­ren, Alu­mi­ni­um­guss­stü­cken und Tur­bi­nen­schau­feln ver­wen­det und trägt zum Wachs­tum des Mark­tes bei (Grand View Rese­arch, Inc, 2023).

Regionale Unterschiede im Markt

Asi­en-Pazi­fik domi­nier­te 2022 den Markt mit einem Umsatz­an­teil von 33,6% und wird erwar­tet, die schnells­te Wachs­tums­ra­te von 8,2% zu ver­zeich­nen. Nord­ame­ri­ka erwar­tet eine beträcht­li­che CAGR von 7,6%. In Euro­pa för­dern stren­ge Sicher­heits­vor­schrif­ten und prä­ven­ti­ve War­tung von Indus­trie­an­la­gen das Wachs­tum, ins­be­son­de­re in der Auto­mo­bil- und Luft- und Raum­fahrt­in­dus­trie (Grand View Rese­arch, Inc., 2023; Mordor Intel­li­gence, 2024).

Zusammenfassung

Die indus­tri­el­le Com­pu­ter­to­mo­gra­phie ent­wi­ckelt sich zu einem unver­zicht­ba­ren Werk­zeug in ver­schie­de­nen Bran­chen, getrie­ben durch tech­no­lo­gi­sche Fort­schrit­te und eine zuneh­men­de Nach­fra­ge nach prä­zi­ser und zuver­läs­si­ger Feh­ler­er­ken­nung und Qua­li­täts­kon­trol­le. Inno­va­tio­nen im Bereich der Com­pu­ter­to­mo­gra­phie adres­sie­ren die gestell­ten Her­aus­for­de­run­gen im Wesent­li­chen durch eine grö­ße­re Viel­falt an Scan­mög­lich­kei­ten, schnel­le­re und fle­xi­ble­re CT-Sys­te­me sowie ange­pass­te Dienst­leis­tungs­mo­del­le. Mit der wei­te­ren Ent­wick­lung von addi­ti­ven Fer­ti­gungs­tech­ni­ken und dem wach­sen­den Bedarf an prä­zi­sen Inspek­ti­ons­me­tho­den wird erwar­tet, dass der Markt für indus­tri­el­le CT wei­ter­hin stark wach­sen wird. 

Einzelnachweise

Beut­na­gel, W. (2018, July 19). BMW nutzt Com­pu­ter­to­mo­gra­phie zur Fahr­zeug­ana­ly­se. Automotiveit.eu. https://www.automotiveit.eu/technology/bmw-nutzt-computertomographie-zur-fahrzeuganalyse-154.html

Carl Zeiss Indus­tri­al Metro­lo­gy, LLC. (n.d.). ZADD: AI-defect detec­tion for CT inspection​. Zeiss.com. Retrie­ved April 3, 2024, from https://www.zeiss.com/metrology/products/software/zadd.html

Fraun­ho­fer-Insti­tut für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS. (2018, July 31). Fraun­ho­fer EZRT nimmt ers­tes robo­ter­ba­sier­tes CT-Sys­tem beim Auto­mo­bil­her­stel­ler BMW in Betrieb. Fraun­ho­fer-Insti­tut Für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS. https://www.iis.fraunhofer.de/de/pr/2018/20180731_EZRT_RoboCT.html

Fraun­ho­fer-Insti­tut für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS. (2023). Fle­xi­bles mobi­les CT-Sys­tem. Fraun­ho­fer-Insti­tut Für Inte­grier­te Schal­tun­gen IIS. https://www.iis.fraunhofer.de/de/ff/zfp/projekte/flexibles-mobiles-ct-system.html#1

Grand View Rese­arch, Inc. (2023, June). Indus­tri­al Com­pu­ted Tomo­gra­phy Mar­ket Size Report, 2030. Grandviewresearch.com. https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/industrial-computed-tomography-market

Maisl, M., Schorr, C., Porsch, F., & Haß­ler, U. (2010). Com­pu­ter­la­mi­no­gra­phie, Grund­la­gen und tech­ni­sche Umset­zung. https://www.ndt.net/article/ctc2010/papers/261.pdf

Micro­vis­ta GmbH. (n.d.-a). CT-Daten­aus­wer­tung | Micro­vis­ta. Micro­vis­ta GmbH. Retrie­ved April 3, 2024, from https://www.microvista.de/industrielle-computertomographie/dienstleistungen/ct-datenauswertung

Micro­vis­ta GmbH. (n.d.-b). Mobi­les CT — SCANEXPRESS — Miet­ba­re Lösung zur ZFP. Mobile-Ct.eu. Retrie­ved April 3, 2024, from https://www.mobile-ct.eu

Mordor Intel­li­gence. (2024). Indus­tri­al CT Scan­ning Mar­ket — Com­pu­ted Tomo­gra­phy — Size, Share & Indus­try Ana­ly­sis. Mordorintelligence.com. https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/industrial-computed-tomography-market

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