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Ultraschallprüfsystem für Kunststoffe und Gummi

  • Technik
Prof. Peter Holstein, Leiter Strategische Forschung bei Sonotec, nutzt gemeinsam mit Forschungsingenieur Tobias Gautzsch das neue Ultraschallprüfsystem Sononair. Foto: Sonotec

Das kontaktlose Ultraschallprüfsystem Sononair von Sonotec eignet sich gezielt für die zerstörungsfreie Prüfung von Kunststoffen und Verbundmaterialien.

Das Ultraschallprüfsystem Sonoair R&D, bestehend aus Scanner, Prüfköpfen, Industrierechner und Spezialsoftware, entstand in Kooperation mit dem Forschungszentrum Ultraschall (FZ-U) in Halle (Saale). Das kompakte System eignet sich für die Detektion von Grenzflächenfehlern, Inhomogenitäten, Fehlstellen, Lücken, Rissen und Einschlüssen sowie anderen Mängeln von Formteilen und Halbzeugen aus Kunststoff, bei denen eine Prüfung mit Koppelmittel zerstörungsfrei unmöglich oder zu aufwändig wäre. Auch carbon- und glasfaserverstärkte Materialien, andere Mehrschichtverbunde, geschäumte Kunststoff- oder Sandwichbauteile oder Klebeverbindungen lassen sich auf Delaminationen, Lufteinschlüsse, Kissing Bonds und Impactschäden sicher prüfen. Selbst bei Gummi, Keramiken, Beton, Holz sowie Wabenstrukturen ist eine Ultraschallprüfung mit Sononair ab sofort möglich.

Ultraschallprüfsystem mit sehr hoher Genauigkeit

„Unser Verfahren ist deutlich empfindlicher und damit genauer als jede andere kontaktlose Ultraschall-Prüfmethode weltweit“, erklärt Sonotec-Geschäftsführer Michael Münch. Die besondere Empfindlichkeit resultiere aus der sehr hohen Sendeleistung der Prüfsignale bei Spannungen bis 800 V in Kombination mit einer zuvor ebenfalls unerreicht massiven Verstärkung der mit extrem geringem Eigenrauschen empfangenen Signale (unter 1 nV/√Hz).

„Das Rauschen, das über die Prüfbarkeit einer Probe entscheidet, liegt damit im Bereich des thermischen Rauschens – besser geht es technisch nicht“, so Münch. Selbst bei stark ausgeprägter Dämpfwirkung würden nun auch bei Kunststoffen eindeutige, reproduzierbare Messergebnisse gesichert, ohne das Prüfmaterial zu verändern. So habe man jetzt Zugang selbst zu Proben, die vorher als mit Ultraschall nicht prüfbar galten. Neben der Stärke der Signale könnten auch charakteristische Abweichungen der Signalform erfasst werden, die Rückschlüsse auf die Spezifik von Fehlern zulassen. Die Tests verursachten gegenüber herkömmlichen Methoden zudem weniger Aufwand.

Prüfköpfe mit Piezokomposit-Technologie

Für die unterschiedlichen analytischen Vorhaben verfügt Sonoair R&D über neue, besonders empfindliche Prüfköpfe, die eine präzise Auflösung ab einer Fehlergröße von 1 mm ermöglichen. Ihre stabile Reproduzierbarkeit bei identischen akustischen Eigenschaften verdanken sie der Eigenfertigung mit Piezokomposit-Technologie des Unternehmens mit Sitz in Halle. Mit bis zu vier Prüfkopfpaaren ist das System sowohl für die Untersuchung von Materialien und Bauteilen als auch für die Eigenentwicklung neuer Verfahren ausgelegt. Seine Mehrkanalfähigkeit gestattet hohe Messgeschwindigkeiten. Die gleichzeitige Verwendung von Prüfkopfpaaren mit unterschiedlichen Frequenzbereichen ermöglicht zudem die Untersuchung von Elementen mit unterschiedlichen Wandstärken.

Software nach Anwendungsfall

Die Software Sonoware Basic wurde für schnelle Untersuchungen im Labor und in Industrieanlagen entwickelt. Erhobenen Daten werden hier in der Regel als zweidimensionale Abbildungen (C-Bilder) ausgegeben. Optimieren lassen sich die Ergebnisse mit den Filtern und Prozessoren einer zugehörigen Toolbox. Zur Entwicklung eigener Analyse- und Auswertemethoden ist dagegen die Programmversion Sonoware Advanced gedacht. Sie gewährt auch vollen Zugriff auf die Rohdaten.

sk