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Compositeforschung

Hochfrequenz-Wirbelstromverfahren wird automatisiert

| Redakteur: Peter Königsreuther

Das IKT der Universität Stuttgart forscht mit dem Kunststoff-Zentrum SKZ in einem von der IGF geförderten Projekt an der Automatisierung der sogenannten Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung, mit der man Defekte in Faserverbund-Werkstoffen erkennen kann.
Das IKT der Universität Stuttgart forscht mit dem Kunststoff-Zentrum SKZ in einem von der IGF geförderten Projekt an der Automatisierung der sogenannten Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung, mit der man Defekte in Faserverbund-Werkstoffen erkennen kann. (Bild: IKT)

Das IKT der Universität Stuttgart forscht mit dem Kunststoff-Zentrum (SKZ – KFEgGmbH) im Rahmen eines vom IGF geförderten Projekts an der Automatisierungder Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung für CFK.

Bei der Wirbelstromprüfung handelt es sich nach Aussage des Instituts für Kunststofftechnik (IKT) um ein etabliertes, berührungsloses und weit verbreitetes elektromagnetisches Prüfverfahren für elektrisch leitfähige Werkstoffe. Durch eine Erweiterung des Frequenzbereichs auf bis zu 100 MHz ermöglicht die Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung (oder kurz HF-Wirbelstromprüfung) auch die Qualitätssicherung von elektrisch nur gering leitfähigen Werkstoffen zu denen auch carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK) gehören.

Screenshot der Anlayseergebnisse einer Compositestruktur, die per Hochfrequenz-Wirbelstromverfahren auf Fehler im Werkstoffsystem hin untersucht wurde. Der rote Bereich ist ein Defekt im Teil.
Screenshot der Anlayseergebnisse einer Compositestruktur, die per Hochfrequenz-Wirbelstromverfahren auf Fehler im Werkstoffsystem hin untersucht wurde. Der rote Bereich ist ein Defekt im Teil. (Bild: IKT)

Richtlinie zur adäquaten CFK-Prüfung im Blick

Obwohl dieses Verfahren bereits vereinzelt an CFK eingesetzt werde, existierten bis dato kaum Richtlinien für die Prüfung und die Grenzen des Verfahrens in Abhängigkeit des Defekttyps sowie der Defektorientierung und -größe, die außerdem kaum in der Literatur dokumentiert seien. Im Rahmen des von der Industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) geförderten Projektvorhabens soll dabei auch eine passende Systematik für die automatisierte Hochfrequenz-Wirbelstromprüfung an Leichtbaukomponenten entwickelt werden.

Probleme bei der HF-Wirbelstromprüfung entschärfen

Das Projekt bietet damit eine grundlegende Plattform für weitere Richtlinien und normungsrelevante Aktivitäten, wie es heißt. Weil die Wirbelstromprüfung als nicht direkt bildgebendes Verfahren viel Erfahrung in der Interpretation der Prüfergebnisse erfordere und gleichzeitig deren Auswertung durch die bei realen Bauteilen nicht zu verhindernden Artefakte zusätzlich erschwert werde, soll diese im Rahmen des Forschungsprojekts hinsichtlich Durchführung und Auswertung auch für komplexe Bauteilgeometrien automatisiert werden.

CFK-Marktentwicklung verlangt serientaugliche Prüfmethoden

Nicht nur die Qualitätssicherung in der Großserienproduktion ist dabei im Fokus, auch könnte ein derartiges System für regelmäßige Inspektionen in unterschiedlichsten Bereichen dienen – von der Automobilindustrie über die Luftfahrt bis hin zur Prüfung hochwertiger CFK-Fahrradrahmen erstreckt sich dabei das Anwendungsspektrum, sagt das IKT. Mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate des Bedarfs an CFK von über 12 % (betrachtet seit 2010) gewinnt dieses Material zunehmend im Mobilätssektor an Bedeutung. Das im Rahmen des IGF-Projekts zu entwickelnde System soll dem boomenden Markt faktisch ein zuverlässigen und schnelles Prüfverfahren an die Hand geben.

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