nach oben
Meine Merkliste
Ihre Merklisteneinträge speichern
Wenn Sie weitere Inhalte zu Ihrer Merkliste hinzufügen möchten, melden Sie sich bitte an. Wenn Sie noch kein Benutzerkonto haben, registrieren Sie sich bitte im Hanser Kundencenter.

» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.
Ihre Merklisten
Wenn Sie Ihre Merklisten bei Ihrem nächsten Besuch wieder verwenden möchten, melden Sie sich bitte an oder registrieren Sie sich im Hanser Kundencenter.
» Sie haben schon ein Benutzerkonto? Melden Sie sich bitte hier an.
» Noch kein Benutzerkonto? Registrieren Sie sich bitte hier.

« Zurück

Ihre Vorteile im Überblick

  • Ein Login für alle Hanser Fachportale
  • Individuelle Startseite und damit schneller Zugriff auf bevorzugte Inhalte
  • Exklusiver Zugriff auf ausgewählte Inhalte
  • Persönliche Merklisten über alle Hanser Fachportale
  • Zentrale Verwaltung Ihrer persönlichen Daten und Newsletter-Abonnements

Jetzt registrieren
Merken Gemerkt
29.09.2014

Robotergestützte Ultraschallprüfung komplexer Faserverbundbauteile

Bessere Ortsauflösung bei hoher Geschwindigkeit

Robotergestützte Ultraschallprüfung komplexer Faserverbundbauteile (Foto: Fraunhofer IZFP)

Bei der Prüfung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen (FVK) ist der Einsatz von Ultraschallverfahren ein etabliertes und im Bereich der Luftfahrt im Rahmen der Zulassung ein vorgeschriebenes Prüfverfahren. Um die Forderung nach schnelleren, echtzeitfähigen Prüfverfahren und -systemen zu erfüllen, werden zunehmend Gruppenstrahler-Wandler eingesetzt. Dabei handelt es sich um in Ultraschallprüfköpfen linien- oder flächenhaft angeordnete Einzelschwinger (Arrays), durch deren gezielte Ansteuerung das Schallfeld des Prüfkopfs mit dem Ziel einer genaueren und gegebenenfalls auch schnelleren Prüfung sowie einer optimierten Prüfaussage variiert werden kann.

Eine Weiterentwicklung dieser auch als Phased Array (PA) bezeichneten Technologie ist am Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP, Saarbrücken, mit der Sampling-Phased-Array-Technologie (SPA) gelungen. Die wesentliche Innovation des Verfahrens besteht darin, dass durch eine optimierte Ansteuerung der Einzelschwinger im Prüfkopf-Array in Verbindung mit synthetischen Rekonstruktionsalgorithmen die Fokussierung auf jeden Punkt des Prüfbereichs gleichzeitig möglich ist (Tomografieprinzip). Damit wird eine wesentlich verbesserte Ortsauflösung bei sehr hohen Prüfgeschwindigkeiten erreicht.

Einen besonderen Vorteil bei der Prüfung von faserverstärkten Kunststoffen bietet das Verfahren dadurch, dass die Anisotropie der Materialeigenschaften in den dreidimensional dargestellten Ergebnissen berücksichtigt werden kann. Auf diese Weise können die Materialfehler in tomografischer Qualität abgebildet und ausgewertet werden.

Eine weitere Herausforderung bei der Ultraschallprüfung von FVK-Bauteilen besteht in der Prüfung von komplexen Bauteilgeometrien. Entsprechende Prüflösungen erfordern einerseits Industrieroboter zur Bauteilabtastung und setzen dabei andererseits auch eine rechenintensive 3D-Volumenrekonstruktion voraus, die auf der Simulation der Ultraschallausbreitung beruht.

Der größte Vorteil der 3D-Bauteilerfassung mittels Sampling-Phased-Array-Technik besteht in der möglichen Automatisierung des Auswerteprozesses. Dank der quantitativen Bildgebung unter Berücksichtigung der Bauteilgeometrie könnte die derzeitige zeitaufwendige Bewertung der Ultraschall-Ergebnisbilder durch den Prüfer zukünftig von einer am Fraunhofer IZFP entwickelten Bildverarbeitungssoftware übernommen werden, die damit eine deutlich schnellere Auswertung in "Quasi-Echtzeit" erlaubt.

Anhand eines CFK-Demonstrators wird das Potenzial der robotergestützten Ultraschall-Prüfung für die künftige 3D-Rekonstruktion komplexer Faserverbundbauteile aufgezeigt. Der robotergeführte Ultraschall-Sensorkopf tastet das Bauteil ab; die simultan aus den Ultraschallsignalen erzeugten Volumendaten können anschließend durch speziell entwickelte und an das Prüfproblem angepasste Algorithmen weitgehend automatisch, objektiv und reproduzierbar entsprechend der Bauteilspezifikation zuverlässig ausgewertet werden.

Eine solche Ergänzung kann den Prüfer nennenswert entlasten und wird längerfristig die zeitraubende manuelle Interpretation aller produzierten Daten vollständig ersetzen, wodurch der Prüfprozess weiter beschleunigt und dessen Zuverlässigkeit verbessert werden kann.

Fraunhofer IZFP Inst. für zerstörungsfreie Prüfverfahren
www.izfp.fraunhofer.de

Unternehmensinformation

Fraunhofer IZFP Inst. für Zerstörungsfreie Prüfverfahren

Campus E3 1
DE 66123 Saarbrücken
Tel.: 0681 9302-0
Fax: 0681 9302-5935

Diese Beiträge könnten Sie auch interessieren
Newsletter

Sie wollen immer top-aktuell informiert sein? Dann abonnieren Sie jetzt den kostenlosen Newsletter!

Hier kostenlos anmelden

Beispiel-Newsletter ansehen