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Die aktive Thermografie ist ein effizientes, leistungsstarkes Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung in der Luftfahrt. Das spielt bei der Inspektion von Verbundwerkstoffen seine Vorteile aus.

Zerstörungsfreie Prüfung von Verbundwerkstoffen in der Luftfahrt

Verbundwerkstoffe / Werkstoffverbunde

Luftfahrt

Bildverarbeitung, Machine Vision

Thermographie

Bereit zum Abheben dank Thermografie

Um die Wirksamkeit von Corona-Virus Pandemie Atemschutzmasken (CPA) sicherzustellen, gilt ein vereinfachtes Zulassungsverfahren. Mit Prüfschränken und der langjährigen Erfahrung als Prüftechnik-Spezialist bietet Weiss Technik, Reiskirchen-Lindenstruth,  zuverlässige Lösungen, um die Wirksamkeit der Masken zu prüfen. 

Prüfschränke für die zuverlässige Prüfung 

Klimaprüfschränke

Corona-Pandemie: Atemschutzmasken sicher prüfen 

Ein in Verpackungsmaschinen integriertes System von der muv GmbH auf Basis von Optris-Wärmebildkameras kontrolliert verschiedene Kunststoff-Schweißnähte. So wird sichergestellt, dass alle Verpackungen dicht sind.

Thermografiegeräte

Mit Thermografie zu dichten Verpackungen

Beim Serienschweißen von Kunststoffen war eine 100 %-Prozesskontrolle bisher sehr aufwendig. Auf Basis der passiven Thermografie ist eine direkte Überwachung der Qualität im Prozess jetzt möglich.

Thermografie zur Inline-Prozesskontrolle beim Kunststoff-Serienschweißen

Vier Kameras ermöglichen 100-Prozent-Kontrolle

Die nächste Stufe der Kältemittelregelung/F-Gase-Verordnung (EU) Nr. 517/2014 für fluorierte Treibhausgase greift ab 2020 und verschärft die Auflagen für Hersteller von Anlagen mit FKW-Kältemitteln deutlich. Darüber hinaus bringt sie Änderungen für Betreiber von Bestandsanlagen und deren Prüf- und Dokumentationspflichten. Eine weitere Verknappung und Preissteigerungen der bisher oft eingesetzten Kältemittel sind absehbar. 

Nächste Stufe der  Kältemittelregulierung greift 

Für die intensiv beanspruchten Ladestecksysteme von E-Fahrzeugen sind aufwendige Prüfszenarien erforderlich. Nur so können die Automobilhersteller hinsichtlich der Ausfallsicherheit auf "Nummer sicher" gehen. Ein Berliner Prüflabor führt daher zahlreiche Belastungstests an Ladesteckdosen durch. 

Prüfszenarien für Ladestecksysteme von E-Fahrzeugen 

Prüflabor

Freie Fahrt garantiert 

An einem Institut für Oberflächenmodifizierung sorgen zwei Wärmeschränke in einer Brennstoffzellen-Messstation für die richtige Betriebstemperatur. Das soll den Leistungsvergleich von nanostrukturierten, dreidimensionalen Verbundelektroden ermöglichen. 

Brennstoffzellen wirtschaftlicher machen 

Messstation  für Brennstoffzellen 

Drei Fraunhofer-Institute arbeiten in einem Forschungsprojekt an einer Prozesskette zur Herstellung von Hybridguss- teilen. Erste Labortests zeigen, dass eine Qualitätssicherung mit Röntgentechnik in Kombination mit Ultraschall, Thermografie oder Wirbelstrom machbar ist. Es werden Konzepte entwickelt, wie die unterschiedlichen Technologien bei einer produktionsintegrierten Prüfung eingesetzt werden könnten.  

Mit welchen Technologien sich Hybridgussteile prüfen lassen 

Computer-Tomografie-Systeme

Ultraschallprüfgeräte

Wirbelstromprüfgeräte

Neue Bauteile,  neue Herausforderungen 

Verschiedenste Fahrzeugteile und Materialien werden anspruchsvollen Belastungstests unterzogen, um ihre Beständigkeit hinsichtlich Witterungseinflüssen und Temperatur zu ermitteln. Für die Automobilzulieferer sind die stetig steigenden Anforderungen und längere Gewährleistungsfristen eine Herausforderung, der sie mithilfe von Klimawechseltests an ihren Produkten gerecht werden wollen.  

Beständigkeit von Lackierungen  überprüfen  

Ein Gerätehersteller erweitert mit Klimaprüfkammern sein Angebot. Diese werden immer individuell projektiert. 

Was der Anwender braucht  

FirmenportrÄt Unter dem Namen Weiss Technik arbeiten zahlreiche Unternehmen mit mehr als 2100 Mitarbeitern auf dem Gebiet der Umweltsimulation sowie in der Klima-, Reinraum- und Wärmetechnik. Welche Faktoren haben diese Unternehmen auf dem eher kleinen und von mittelständischen Anbietern dominierten Markt so groß gemacht? Die QZ hat die Komponenten der Erfolgsgeschichte zusammengetragen. 

Vom Einzelunternehmen zum  Hightech-Unternehmen der Klimatechnik 

Mit einem Koffer fing alles an 

Sechs Klimaschränke mit unterschiedlichen Innenraumvolumen eines Herstellers verfügen über eine aktive Feuchteregelung. Aufgrund einer speziellen Technologie arbeiten diese Geräte energiesparend. 

Klimaschränke mit Volumenvarianten  

Die neue EU F-Gase Verordnung (EU) 517/2014 verbietet ab 1. Januar 2020 den Einsatz des Kältemittels R404A in neuen Umweltsimulationsanlagen. Ein Hersteller von Umweltsimulationsanlagen hat daher gemeinsam mit einem Kältemittelhersteller alternative Kältemittel getestet und wirtschaftliche Lösungen gefunden.  

Zukunftssichere Alternative  für Kältemittel 

Die hohe Energie- und Leistungsdichte von Hochvoltbatterien birgt Gefährdungspotenziale, wenn sie außerhalb ihrer Spezifikation betrieben werden. Daher wird in Wechselklimaschränken u. a. die Temperaturbeständigkeit der Batterien geprüft. 

Energiespeicher von Binder im Belastungstest 

Energiespeicher im Belastungstest 

Das Portfolio der Infrarot-Temperatursensoren von Micro-Epsilon, Ortenburg, wurde durch das Pyrometer CTP-3 erweitert. Es wird zur Temperaturmessung dünner Folien aus Polypropylen, Polyethylen und Polystyrol eingesetzt. Doch nicht nur Folien, sondern nahezu alle Materialien sollen sich mit dem Pyrometer berührungslos messen lassen, da die spektralen Empfindlichkeitsbereiche im kurzwelligen Bereich abgedeckt werden. 

Temperaturmessung 

Temperaturmessgeräte

Temperaturmessung dünner Folien 

CT18 heißt das Infrarot-Strahlungspyrometer von Heitronics, Wiesbaden. Es bietet laut Hersteller höchste Messgenauigkeit bei der Temperaturbestimmung und -regelung in der metallverarbeitenden Industrie, bei Halbleiterprozessen, der Glasherstellung, der Aluminiumverarbeitung, in Gießereien oder generell beim Einsatz unter extrem schwierigen Umgebungsbedingungen. Bei Umgebungstemperaturen von bis zu 300 °C werden entsprechende Kühl- und Schutzgehäuse aus Edelstahl eingesetzt. 

In Klima- und Schockschränken werden elektronische Bauteile über einen begrenzten Zeitraum wechselnden klimatischen Bedingungen ausgesetzt. Durch die Alterung im Zeitraffer können eventuell auftretende Qualitätsmängel schon vor der Markteinführung des Produkts entdeckt und behoben werden. 

Stresstest für  elektronische Komponenten 

Besonders in der Automotive- und Flugzeugindustrie sind fehlerfreie Klebungen zwischen unterschiedlichen Materialschichten unabdingbar. Um diese Klebeschichten überprüfen zu können, werden zerstörungsfreie Prüfmethoden  wie die Terahertz-Technologie eingesetzt. Mittels Bildanalyse können in den dreidimensionalen Bildern Fehlstellen detektiert werden.  

Terahertz-Prüftechnik wird für Inline-Einsatz interessant  

Verborgene Schichten sichtbar machen 

Temperaturschwankungen und Luftfeuchtigkeit dürfen die Wägeleistung nicht beeinflussen. Deshalb werden Wägezellen für Mehrkopfwaagen im Klimaprüfschrank konditioniert. 

Damit Waagen richtig funktionieren 

Elektromechanische Komponenten stellen hohe Anforderungen an die Temperaturbeständigkeit. Diese muss bei einer Belastungsprüfung mit einem Klimaschrank auf die Probe gestellt werden. 

Komplexe Materialbelastungsprüfungen  

Eine automatisierte Prüfstation erlaubt die 100-Prozent-Kontrolle von Bauteilen in klimatisierter Umgebung. Die Prüfabläufe werden visuell dokumentiert. 

Roboter automatisiert Klimatests 

Beim Kleben von Bauteilen aus unterschiedlichen Materialien entscheidet der zeitaufwendige Härtungsprozess über die Qualität des zusammengefügten Produkts. Die Schweizer Vulkan AG, Rorschach, hat dafür das Mess- und Regelungssystem Curing on Demand (COD) entwickelt, das mit einem Infrarot-Thermometer der Berliner Optris GmbH gesteuert wird. 

Mess- und Regelungssystem. 

Thermometer steuert Fügeprozess 

Zu der Serie MKFT der Umweltsimulationsschränke von Binder, Tuttlingen, ist ein weiteres Modell hinzugekommen. MKFT 240 verfügt über die Option Drucklufttrocknung, die laut Hersteller auf die gängigsten Automobilnormen optimiert ist. Der erweiterte Klimabereich soll Klimawerte wie beispielsweise 10 °C und 5 % r. F. oder 0 °C und 10 % r. F. ermöglichen, da Taupunkte von bis zu –28 °C realisiert werden können, erklärt das Unternehmen. Die vorgegebenen Feuchtewerte sollen schnell erreicht und präzise gehalten werden. Zur Ermittlung der Beständigkeit von Materialien und Formteilen gegenüber Witterungseinflüssen, Temperatur und Temperaturwechsel werden die Fahrzeugteile anspruchsvollen Materialbelastungsprüfungen unterzogen. Die Prüflinge werden zyklischen Klimawechseltests oder auch beschleunigten Kurzzeittests mit Zeitrafferwirkung zur Ermittlung der Lebensdauer ausgesetzt. Mögliche Schwachstellen sollen so bereits in einem frühen Produktstadium erkannt werden. Dadurch sollen kostenintensive Ausfälle oder gar imageschädigende Rückrufaktionen vermieden werden. Die Tests sind jederzeit reproduzierbar. 

Umweltsimulationsschränke. 

Automobilnormen erfüllt 

Der Linescanner LS15.45 von Heitronics, Wiesbaden, ist eine Kombination aus dem Infrarot-Strahlungsthermometer KT15.45IIP und dem Scanner SC15. Er wird vom Hersteller als ein kontaktloses, hochpräzises Messinstrument beschrieben. Es eignet sich zum exakten Bestimmen der Temperaturverteilung von Floatglas. 

Linescanner. 

Längsrisse verhindern 

Vötsch aus Balingen-Frommern bietet mit dem Baugruppen-Prüfschrank VT 6050 nach eigenen Angaben eine platzsparende Lösung für die Elektro- und Elektronikindustrie an. Auf nur 1,3  m² Standfläche besitzt er immer noch einen Prüfrauminhalt von 550  l. Dabei erlaubt der Prüfschrank Temperatur-prüfungen von – 60 °C bis + 130 °C bei Temperaturänderungsgeschwindigkeiten von 4,5  K/min beim Heizen und 3,3  K/min beim Kühlen. Sehr schnelle Temperaturwechsel bei konstanten Geschwindigkeiten sollen somit mit dem Gerät durchführbar sein. Eine hohe Umluftrate mit optimaler Luftführung sorgt dabei für eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Innenraum. Die maximale Wärmekompensation beträgt  1250 W, und es lassen sich minimale und maximale Temperaturen zum Schutz der Prüflinge festlegen. Man kann den Prüfschrank über ein integriertes 3,5"-TFT-Farb-Touch-Display bedienen. Über die USB- sowie Ethernet-Schnittstelle werden die Messdaten an einen Rechner übermittelt. Mit der optionalen Glastür bleiben die Prüflinge auch während der Prüfung stets im Blick. Die ebenfalls erhältliche Software Simpati Time Lapse erlaubt es, die Messdaten sekundengenau mit Bildern aus dem Prüfraum zu verifizieren. 

Klimaprüfschrank. 

Kleine Standfläche 

Die Automobilindustrie setzt mehr denn je auf Komponentenprüfungen anstatt auf Fahrzeugtests. Das bleibt nicht ohne Folgen für die Prüflabore. Diese müssen immer aufwendigere und komplexere Prüfverfahren und neue Anforderungsprofile in immer kürzeren Abständen bewältigen. 

Wie ein Prüflabor die Lebensdauer von Bauteilen nachweist 

Messung von Umgebung (Klima)

Altern im Zeitraffer 

Der vom Schnittstellen-Experten Wiesemann & Theis speziell für Optris, Berlin, entwickelte USB-Server Gigabit ermöglicht ein Anbinden der USB-Wärmebildkameras und Videopyrometer des Kameraherstellers an Gigabit-Ethernet-Netzwerke. Hierdurch sollen Leitungslängen von bis zu 100  m bei einer Direktverbindung zwischen Temperaturmessgerät und PC erreicht werden. Die Versorgung der Messgeräte kann dabei über PoE erfolgen. Der Server ermöglicht eine Übertragungsrate von bis zu 1000  Mbit/s, wodurch beispielsweise hochauflösende radiometrische Wärmebilder mit 640 x 480 Bildpunkten und 32  Hz übertragen werden können. Laut Firma können Anwender nun auch das VGA-Modell mit 640 x 480 Pixeln und die bispektrale Kamera PI 200 auf diese Art nutzen. 

USB-Server.  

An GigE angebunden 

Die Infrarotthermometer CTVideo/CSVideo von Micro-Epsilon, Ortenburg, werden zur Temperaturmessung von Metallen im Bereich von 50 bis 2 200 °C verwendet. Zum präzisen Einrichten des Thermometers, z. B. auf sehr kleine Messobjekte, steht neben einem Kreuzlaser das Videovisier zur Verfügung. Es soll eine präzise Temperaturmessung unter schwierigen Einbaubedingungen wie etwa einem nicht einsehbaren Target ermöglichen sowie die Darstellung des Messobjekts im Bild. 

Pyrometer. 

Mit integriertem Videobild 

Für den Neubau des Hawe-Werks Kaufbeuren plante und errichtete Weiss Klimatechnik zwei autarke Messräume. Im März 2014 hat der Reinraum- und Klimaspezialist die kosteneffizienten Räume schlüsselfertig übergeben. 

Autarke Messräume für Wareneingang und FertiGung 

Kälteanlage in Umluftklimagerät integriert 

Weiss Umwelttechnik, Reiskirchen-Lindenstruth, stellt den WK BM 1000 vor, den nach Firmenangaben ersten Klimaprüfschrank mit integrierter Messrobotic als Komplettsystem. Er wurde in Zusammenarbeit mit Battenberg Robotic entwickelt. Der Schrank hat einen Temperaturbereich von – 40 bis + 85 °C bei relativen Luftfeuchtewerten zwischen 10 und 80 %. Die Temperaturänderungen können bis zu 5,0 K/min betragen. Der Prüfraum fasst einen Inhalt von ca. 1000  l bei Außenmaßen von 2300  x 1600  x 2500 mm³. Mit Hilfe dieses Prüfschrankes können funktionale Komponenten unter extremen klimatischen Bedingungen und bei schnellen Temperaturwechseln geprüft werden können. Dies soll sowohl im Versuch, als auch in der Produktion möglich sein. Einsatz findet das Gerät besonders in der Automobilindustrie und in der Medizintechnik. Aber auch in der IT- und Haushaltsgeräteindustrie ist die Testkombination von Temperatur, Funktion und Haptik interessant. In der Klimakammer werden reale Umweltbedingungen simuliert und deren Einfluss auf das Produkt überwacht, gemessen und analysiert. Die funktionelle Zuverlässigkeit und Qualität von  Fahrzeugkomponenten oder anderen Bedienelementen kann so unter extremen Umgebungsbedingungen getestet werden. Der Messroboter liefert Messwerte über das Prüfgut und bedient automatisiert die zu testenden Funktionselemente. 

Bedienung per Roboter  

Für die Prozesssteuerung hat Dias, Dresden, die Pyrometerserie Pyrospot 56 entwickelt. Dabei lag das Hauptaugenmerk der Firma auf der Messung von hohen Temperaturen unter schwierigen Messbedingungen. So lassen sich Temperaturen in einem Messbereich von 200 °C bis 3000 °C im Produktionsprozess messen. Die verschiedenen Gerätetypen weisen eine kurze Ansprechzeit von nur 2  ms auf. Dadurch können sie bei sehr schnellen Prozessen wie z. B. der Bandstahlfertigung eingesetzt werden. Dank des Displays und der Parametriertasten an der Rückseite der Geräte sind die Messwerte sofort sichtbar und die einfache direkte Einstellung vor Ort garantiert. Dies soll insbesondere bei Prozessänderungen und Produktionsumstellungen Zeit sparen. Visiermöglichkeiten wie die Ausrichtung mit Laserpilotlicht, Farbvideokamera, elektronischem Sucher oder auch einem optischen Durchblickvisier sichern die flexible und hochgenaue Messfeldauswahl ab einem Durchmesser von 1,3  mm. Wichtige Messdaten können direkt ins Blickfeld des elektronischen Suchers eingeblendet werden. 

Heiße Teile schnell messen 

Um die Temperaturbeständigkeit sowie die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien zu testen, setzt der TÜV Süd Battery-Testing-Umweltsimulationsschränke oder Kühlinkubatoren von Binder, Tuttlingen, ein. Bei den Lebensdauertests wird die zyklische und kalendarische Alterung von Batterien sowie deren Alterung unter wechselnden Umwelteinflüssen charakterisiert. Dabei setzt man als Richtwert häufig zwischen 70 und 80 % der Leistungsfähigkeit an. Unterschreitet die Batterie diesen Wert, gilt sie als nicht mehr nutzbar. Bei den Leistungstests wird die Effizienz der Batterien bestimmt. 

Umweltsimulationsschrank. 

Batterien im Härtetest 

Das flexibel einsetzbare System SKBWF-CF 1000 A-TR von Liebisch, Bielefeld, beinhaltet ein Kühlaggregat Corrofrost, das alle Prüfperioden und -abläufe nachbildet. Es ist speziell auf Frostklimate bis –20 °C ausgelegt, wie sie Korrosionstests wie VDA "Neu" und Daimler KWT-DC vorschreiben. Das komfortable Prüfgerätin Truhenbauform hat ein Prüfraumvolumen von 1 000 Litern. Gehäuse und Prüfraum bestehen aus glasfaserverstärktem Kunststoff, der gegen Chemikalien und hohe sowie tiefe Temperaturen beständig ist. Alle gängigen Laborkorrosionsprüfungen sind durchführbar. Der Prüftemperaturbereich liegt zwischen –20 und +80 °C, Beregnungsphasen sind optional möglich. 

Wechseltestsystem. 

In der Truhe prüfen 

Mithilfe von Umwelt-und Klimaprüfschränken wurden bislang ausschließlich "blinde" Tests praktiziert. Wesentlich bessere Ergebnisse verspricht nach Auffassung der Weiss Umwelttechnik GmbH, Reiskirchen-Lindenstruth, die Kombination von Messdatenerfassung und visueller Wahrnehmung. Die QZ hat die Idee und eine vielversprechende technische Lösung unter die Lupe genommen.  

Umwelt- und klimaprüfschränke mit neuer Dimension 

Sehenden Auges 

Für die kontinuierliche Temperaturmessung von bewegten, strukturierten, runden oder flachen Messobjekten hat Lune, Neuss, das berührungslose Oberflächen-Temperaturmesssystem CHF (Convective Heat Flow) entwickelt. Ohne Optik können damit z. B. Drähte, Profile, Kabel, Folien, Rohre, Walzen, Rollen oder Bänder geprüft werden. Das Messsystem erfasst Temperaturen zwischen 10 und 250 °C und soll dem Anwender eine wartungsfreie und für den Dauerbetrieb geeignete Lösung bieten. 

Temperaturmessverfahren. 

Berührungslos und wartungsfrei 

Das Dresdner Unternehmen Infratec hat gemeinsam mit einem Kooperationspartner ein Thermografiesystem zur hundertprozentigen Temperaturmessung von Pressteilen entwickelt. Das System liefert Wärmebilder in Echtzeit. Es basiert auf dem vom Hersteller entwickelten Baukastensystem, bestehend aus Thermografiekamera-, Übertragungs-, Anzeige-, Interface-, Industrie-PC- und Software-Komponenten. 

Thermografiesystem.  

Temperaturmessung mit Wärmebildern in Echtzeit 

Sikora, Bremen, präsentiert das Wire-Temp 6010, ein System zur präzisen Online-Messung und -Regelung der Leitertemperatur. Unabhängig von äußeren Einflüssen soll das Gerät kontinuierlich und berührungslos die Temperatur von metallischen und isolierten Leitern messen. 

Temperaturmesssystem. 

Leitertemperatur messen  

Das Temperaturmessgerät TG81 von Blum, Ravensburg, wurde zur zeitparallelen Ermittlung der Werkstücktemperatur entwickelt. Zum Einsatz kommt das Gerät im Bereich der Trockenbearbeitung oder bei der Zerspanung von Werkstücken mit stark schwankender Eingangstemperatur, beispielsweise verursacht durch Temperaturunterschiede zwischen Lager und Fertigung. Bis zu acht in die Werkstückspannvorrichtung integrierte Sensoren ermitteln die aktuelle Temperatur des Werkstücks und übertragen diese via BRC-Funktechnologie an die Maschinensteuerung. NC-Steuerungen können anhand der Daten Kompensationswerte errechnen und direkt in den Zerspanungsprozess einfließen lassen. Das System kann auch mit anderen analogen Sensoren betrieben werden, beispielsweise mit Werkstücklage- oder Spanndrucksensoren. 

Acht Sensoren messen gleichzeitig 

Temperaturmessgerät TG81 von Blum, 

Vakuum-Trockenschränke bietet Binder, Tuttlingen, in den Ausführungen VD und VDL an. Durch ein innovatives Steuerungskonzept sollen sie maximalen Probenschutz bieten. Dieses sorgt für ein überschwingungsfreies Einregeln über den gesamten Temperaturbereich und beinhaltet einen Temperaturwahlbegrenzer, einen Multi-Programm-Controller und eine Kommunikationsschnittstelle. Mithilfe der herstellereigenen Vorwärmekammer-Technologie  APT.line wird der Innenkessel mit warmer Luft ummantelt. Dadurch soll eine gleichmäßige und schnelle Temperierung des gesamten Bereichs sichergestellt und Kondensationspunkte vermieden werden. Zusätzlich gewährleisten die integrierten Wärmeleitplatten eine direkte und optimale Wärmeübertragung, erklärt der Hersteller. Die patentierten Spanneinschübe sind flexibel positionierbar und leiten die Wärme, aufgrund großer Kontaktflächen, ohne Temperaturverlust direkt an das Probengut. 

Trockenschränke. 

Sicher, schonend und schnell trocknen 