Zerstörungsfreies Prüfverfahren Montag, 25.01.2016

Aktive Thermografie zur Qualitätssicherung von Kunststoffverbindungen

Am Süddeutschen Kunststoffzentrum, Würzburg, (SKZ), läuft ein Forschungsprojekt, das sich mit der Entwicklung und Evaluierung der aktiven Thermografie als zerstörungsfreies Prüfverfahren zur Qualitätssicherung von gefügten Kunststoffverbindungen befasst. Bei der Prüfung von stoffschlüssigen Kunststoffverbindungen besteht noch erheblicher Forschungsbedarf hinsichtlich der Detektion von ungenügenden Nahtqualitäten. So gibt es zur Prüfung von geschweißten bzw. geklebten Kunststoffbauteilen bis jetzt kaum Ansätze oder Forschungsergebnisse zur aktiven Thermografie, die industriell direkt anwendbar sind.

Die zerstörungsfreie Prüfung von Kunststoffprodukten und -verbindungen wurde in den letzten Jahren am SKZ stark vorangetrieben und weiterentwickelt. Hierbei wurden neben den Prüfmethoden wie z.B. Ultraschall (US), Terahertz (THz) oder Computertomografie (CT), auch thermografische Methoden angewendet, um industrielle Problemstellungen zu lösen. Hierzu zählen u.a. die aktive Lock-In Thermografie zur Untersuchung von Faserverbundwerkstoffen sowie die passive Thermografie, die zur Überwachung von Schweiß- und Spritzgussprozessen eingesetzt wird.

Mit dem vor kurzen gestarteten Forschungsvorhaben, sollen wesentliche Problemstellungen bei der zerstörungsfreien Prüfung von gefügten Kunststoffen (wie z. B. nicht adhäsive Verbindungen oder Einschlüsse) gelöst werden. Als Anregungsquellen für die aktive Thermografie werden hier optische und akustische Quellen wie Halogenlampen, Leistungsblitze und Ultraschall zur Anwendung kommen. In Vorversuchen ergab die optisch angeregte Thermografie bereits vielversprechende Resultate. Insbesondere bei nicht haftenden Klebeverbindungen (Kissing Bonds) werden mit der Ultraschall angeregten Thermografie positive Ergebnisse erwartet. Forschungsbedarf besteht noch bei der Klärung der Fragen der optimalen Anregungsdauer, -frequenz und -amplitude, bei der geeigneten Schalleinbringung für US-Thermografie und bei der Erarbeitung der Fehlerauflösung aufgrund der dickenabhängigen Unschärfe bei Kunststoffen.

Zum Abschluss sollen die weiterentwickelten aktiven Thermografieverfahren an industriellen Bauteilen erprobt und somit eine Übertragbarkeit der aktiven Thermografie in die kommerzielle Anwendung ermöglicht werden.

Foto: SKZ - Optisch angeregte Lock-In Thermografie Aufnahme von zwei geklebten Polyamid-Platten mit einem definierten Lufteinschluss


27.01.2016
KK