Thermografie mit Weitsicht

Thermografiesystem bei der Messung einer CFK-Platte (links), dreidimensionale Darstellung der Messergebnisse (rechts) (Bild: SKZ)

17.12.2020 Thermografie mit Weitsicht

Um die aktuellen Defizite der aktiven Thermografie zu überwinden, arbeitet das Kunststoff-Zentrum SKZ seit Oktober 2020 daran, neue Methoden der Bauteilanregung und Signalverarbeitung zu entwickeln und praxistauglich zu machen.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind maßgeblich daran beteiligt, die Qualitätssicherung zu verbessern und spielen beim Erkennen von Herstellungsfehlern und bei der Optimierung von Prozessparametern eine wesentliche Rolle. Eines der verbreitetsten und erfolgreichsten dieser Messverfahren ist die aktive Thermografie, bei der ein zu prüfendes Bauteil, z.B. mittels Halogenstrahler, erwärmt wird. Dabei verfolgt eine Wärmebildkamera das Erwärmungs- bzw. Abkühlungsverhalten, das abhängig von inneren Strukturen wie von unbeabsichtigten Fehlstellen ist. Die Erschließung neuer Anwendungsfelder wird derzeit allerdings durch die eher geringe Tiefenreichweite, die in zunehmender Tiefe abnehmende Auflösung sowie der Tatsache, dass verdeckte, d. h. räumlich hintereinander gelegene Strukturen und Defekte kaum erkennbar sind, gebremst.

Hier setzt das Kunststoff-Zentrum SKZ an und entwickelt neue Methoden der Bauteilanregung und Signalverarbeitung. Die dabei untersuchten Methoden der  Pulskompression verwenden modulierte Anregungssignale und erzeugen nach Korrelation der Messdaten mit diesen Signalen zeitlich hochaufgelöste Daten mit großem Signal-zu-Rausch-Verhältnis. Da somit auch tiefere Materialschichten als bisher beurteilt werden können und die Detektion verdeckter Strukturen und Fehlstellen deutlich verbessert werden kann, soll auch eine tomografische 3D-Darstellung der Messergebnisse realisiert werden. Für Anwenderfirmen ergeben sich somit wirtschaftliche Vorteile durch erweiterte Prozessinformationen und höhere Produktqualitäten. Die Umsetzung der Forschungsergebnisse für Firmen, die bereits die Thermografie nutzen, wird nach Abschluss des zweijährigen Entwicklungsprojektes voraussichtlich sehr einfach zu vollziehen sein, da sich die notwendige Investition in den meisten Fällen auf die Anschaffung neuer Software beschränken wird. Sind noch keine Wärmebildkameras vorhanden, bieten sich zur Prozessüberwachung z.B. die Kameras PI450i oder PI640 der Firma Optris GmbH an, die dieses Forschungsprojekt durch Zurverfügungstellung von Wärmebildkameras unterstützt.

Da das Projekt, welches im Rahmen der „industriellen Gemeinschaftsforschung“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird, besonderen Wert auf die Bedürfnisse von KMU legt, können sich interessierte Firmen an das SKZ wenden und sich über die Projektergebnisse informieren oder auch direkt eigene Fragestellungen mit- einbringen.