Röntgenquelle erlaubt tiefste Einblicke in wachsende Bauteile

An der Universität Kassel steht die hellste Labor-Röntgenquelle der Welt. Sie eröffnet neue Wege der Prozessoptimierung und Qualitätskontrolle beim 3D-Drucken mittels Laserauftragschweißen. Sogar die Entwicklung neuer Materialien wird möglich – für jeden Interessierten.

Die Sache ist nicht ganz simpel. Aber Alexander Liehr findet eine passende Analogie: „Im Prinzip ist es genau wie bei der Fotografie. Stellen Sie sich vor, Sie wollen einen ruhenden Gegenstand abbilden. Dann genügt ein simples Teelicht zur Beleuchtung – vorausgesetzt, die Blende ist entsprechend lange geöffnet.“ Anders sei dies bei bewegten Objekten. Dann braucht es nach Angaben des Leiters des Labors für die Röntgenfeinstrukturanalyse an der Universität Kassel deutlich mehr Helligkeit, um ein unverzerrtes Bild zu erstellen. Zur Verdeutlichung erklärt der 39-Jährige: „Die grellen Flutlichter in Fußballstadien werden nicht etwa installiert, damit die Kicker den Ball sehen. Hier geht es im Wesentlichen um scharfe Bilder in den TV-Kameras.“

10¹⁴ Photonen pro Sekunde

Liehr hat in seinem Job aber gar keine Fußballer im Fokus, sondern die Entstehung von 3D-gedruckten Bauteilen – auf atomarer Ebene. Zusammen mit seinem Chef Thomas Niendorf, dem Leiter des Fachgebiets „Metallische Werkstoffe“ am Institut für Werkstofftechnik, lässt er es deshalb so richtig grell leuchten: Die Forscher haben die mit Abstand hellste Labor-Röntgenquelle der Welt installiert. Sie projiziert eine Energiedichte von 1000 W auf eine Kreisfläche im Durchmesser von nur 50 µm. Pro Sekunde prasseln 10¹⁴ Photonen auf diesen winzigen Fleck. Bisherige Geräte schaffen maximal die Hälfte. Und zum Vergleich: Der klassische Röntgenapparat beim Arzt ist schon bei 10⁷ Photonen/s an seinem Limit.