Aktive Thermografie mit Weitsicht

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Das SKZ arbeitet an neuen Methoden der Bauteilanregung und Signalverarbeitung für die aktive Thermografie.

Die aktive Thermografie gehört zu den verbreitetsten und erfolgreichsten zerstörungsfreien Prüfverfahren. Dabei wird ein ein zu prüfendes Bauteil beispielsweise mittels Halogenstrahler erwärmt. Eine Wärmebildkamera verfolgt das Erwärmungs- beziehungsweise Abkühlungsverhalten, das abhängig von inneren Strukturen wie unbeabsichtigten Fehlstellen ist.

Die Erschließung neuer Anwendungsfelder wird derzeit allerdings gebremst, und zwar durch die eher geringe Tiefenreichweite, die in zunehmender Tiefe abnehmende Auflösung sowie durch die Tatsache, dass verdeckte, also räumlich hintereinander gelegene Strukturen und Defekte kaum erkennbar sind.

Neue, praxistaugliche Methoden der aktiven Thermografie

Um diese Defizite zu überkommen, arbeitet das SKZ seit Oktober 2020 daran, neue Methoden der Bauteilanregung und Signalverarbeitung zu entwickeln und praxistauglich zu machen. Die dabei untersuchten Methoden der sogenannten 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.

Thermografie-Anwender benötigen später nur neue Software

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 Entwicklungsprojekts voraussichtlich sehr einfach zu vollziehen sein, da sich die notwendigen Investitionen in den meisten Fällen auf die Anschaffung neuer Software beschränken werden. Sind noch keine Wärmebildkameras vorhanden, bieten sich zur Prozessüberwachung zum Beispiel die Kameras PI450i oder PI640 von Optris an, die dieses Forschungsprojekt mit Wärmebildkameras unterstützt.

Da das Projekt, das 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 gerne an das SKZ wenden und sich über die Projektergebnisse informieren oder auch direkt eigene Fragestellungen mit einbringen.

Für die Forschung im Bereich der aktiven Thermografie hat Daniel Hoffmann, wissenschaftlicher Mitarbeiter am SKZ, 2019 hat den Nachwuchspreis des Verbands für Materialprüfanstalten (VMPA) gewonnen.

Das SKZ untersucht auch die passive Thermografie als Methode zur Qualitätssicherung bei der Oberflächenbehandlung von Kunststoffbauteilen.

sk