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Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik EMI nutzt Röntgen-Diagnostik bei Crashtests, um das Verhalten innenliegender Strukturen während des Aufpralls sichtbar zu machen. Auf der 5. Dummy-Crashtest-Konferenz in Münster, 2. bis 3. Juli 2025, führte das Institut erstmals öffentlich einen Röntgen-Crash vor.
Nur 0,1 Sekunden dauert ein Crash, doch die Folgen sind oft schwerwiegend. Schon bei 27 km/h können schwere oder tödliche Verletzungen auftreten, da die Aufprallkräfte direkt auf die Insassen wirken, während sich Fahrzeugteile verformen.
Seit Jahrzehnten arbeiten Industrie und Forschung daran, die Sicherheit der Insassen zu erhöhen. Dazu gehört es auch, die komplexen Vorgänge im Inneren eines Fahrzeugs während des Aufpralls zu verstehen. Das Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik EMI setzt hierfür das X-CC-Verfahren (X-ray-Car Crash) ein – eine Kurzzeit-Röntgentechnologie, die hochdynamische Verformungsprozesse unter Crashbedingungen sichtbar macht.
Auf der Dummy-Crashtest-Konferenz demonstrierten Fraunhofer-Forschende erstmals öffentlich die Entstehung solcher Röntgenaufnahmen. In einem Live-Versuch prallte ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 27 km/h gegen einen Pfahl. Die Röntgenaufnahmen zeigten, wie sich die Fahrzeugstrukturen verformten sowie wann und wie die inneren Strukturen interagierten.
Weltweit einzigartig: 1.000 Röntgenbilder pro Sekunde
Die Röntgen-Technologie des Fraunhofer EMI ist weltweit einzigartig: Im institutseigenen Crash-Zentrum in Efringen-Kirchen, Süddeutschland, können die Forschenden Gesamtfahrzeuge mit 1.000 Röntgen-Bildern pro Sekunde durchleuchten. Die Aufnahmen zeigen in Echtzeit, wie sich Querträger oder A-Säulen unter Belastung verformen, wann Schweißnähte oder Klebeverbindungen nachgeben, wie sich Airbags entfalten oder Batterien in Elektroautos reagieren.
Ein entscheidender Faktor für den Erfolg dieser Technologie ist der leistungsstarke Linearbeschleuniger mit 1-kHz-Technologie als Strahlenquelle. Er erzeugt Röntgenstrahlen mit einer Photonenenergie von bis zu neun Megaelektronenvolt (MeV). Sie durchdringen dicke und dichte Materialien wie Metall, bilden aber auch dünne und leichte Bauteile ab. Die hohe Energie ist für die Qualität und Detailgenauigkeit der Röntgenaufnahmen entscheidend. Der Röntgenimpuls dauert nur wenige Mikrosekunden, so dass Deformationsprozesse im Crashtest ohne Bewegungsunschärfe aufgezeichnet werden können. Während des Crashtests durchleuchten die Röntgenstrahlen die Karosserie und die Dummy-Modelle. Ein Detektor unter dem Fahrzeug erfasst die Strahlung und erstellt digitale Bilder.
»Mit dieser Technologie haben wir die Analyse und das Verständnis von Crashs deutlich verbessert«, sagt Dr. Malte Kurfiß, Leiter des Crashzentrums am Fraunhofer EMI. »Die Möglichkeit, Röntgenbilder in Echtzeit zu erfassen, hilft Entwicklungsingenieuren in der Automobilbranche und Batterieherstellern, ihre Produkte noch sicherer zu machen.«
Innovative Röntgentechnologie in der Crash-Forschung
Das Fraunhofer EMI erforscht seit fast zehn Jahren das Potenzial der Röntgendiagnostik bei Crashtests mit der X-ray-Car-Crash-Technologie (X-CC). Hierbei kombinieren die Wissenschaftler Röntgen mit hochdynamischen Verformungsprozessen unter Crashbedingungen. Die Ergebnisse fließen in die Simulation zur Optimierung von Strukturen, Bauteilen oder Werkstoffen ein.
Röntgen ist eine etablierte Technologie der Materialforschung, die sich im industriellen Bereich jedoch bisher überwiegend auf statische und quasistatische Untersuchungen beschränkt.
Ein Crash dauert nur 0,1 Sekunden. Die Kurzzeit-Röntgentechnologie des Fraunhofer EMI macht die komp ...
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Einblicke in die Crashdynamik: Die Röntgenaufnahme zeigt die Deformationen im Innern des Fahrzeugs 7 ...
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