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Hannover-Messe 2014

Schnell 3D-geprüft

| Redakteur: Victoria Sonnenberg

3D-Ultraschall-Tomographie: Ein mit dem Ultraschall-Prüfsystem verbundener Industrieroboter tastet das Bauteil ab.
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3D-Ultraschall-Tomographie: Ein mit dem Ultraschall-Prüfsystem verbundener Industrieroboter tastet das Bauteil ab. (Bild: Uwe Bellhäuser)

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In der Bauteileprüfung hat sich Ultraschall bewährt – doch die Auswertung ist bislang aufwendig. Fraunhofer-Forscher stellen auf der Hannover-Messe 2014 nun ein optimiertes Verfahren vor, das eine schnelle und zuverlässige Materialprüfung anhand von 3D-Aufnahmen ermöglicht.

In der Industrie wird Ultraschall zur Bauteileprüfung eingesetzt, um Materialfehler aufzuspüren, die äußerlich nicht sichtbar sind. Bislang muss dazu ein Mitarbeiter den Prüfkopf am Bauteil entlangführen. In der Prüfanzeige werden die reflektierten Signale als Kurven dargestellt. Zusätzlich lassen sich einfache Schnittbilder des zu untersuchenden Bereichs erzeugen.

Forscher erzeugen aus Prüfsignalen 3D-Bilder

Anhand dieser Informationen können erfahrene Prüfer Materialfehler erkennen. Der Prüfer muss im Kopf ein räumliches Bild zusammensetzen – eine zeitintensive Prozedur. Künftig soll das einfacher und schneller gehen: Forschern des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken ist es gelungen, aus den Prüfsignalen hochaufgelöste 3D-Bilder zu erzeugen, ähnlich wie in der medizinischen Ultraschall-Tomographie.

Hochleistungskunststoffe auf Materialfehler untersuchen

Die Forscher knüpfen mit ihrer Lösung an die „Phased Array“-Technologie an: Dabei sind mehrere Einzelschwinger-Prüfköpfe linien- oder flächenförmig nebeneinander angeordnet. Die Ultraschallwellen durchdringen das Material großflächig. Die Weiterentwicklung besteht darin, dass jeder Schwinger einzeln angesteuert werden kann. So wird es möglich, sich auf jeden Punkt im Prüfbereich gleichzeitig zu fokussieren. Parallel dazu generiert ein am Fraunhofer IZFP entwickelter Algorithmus aus den vielen Einzelsignalen eine 3D-Ansicht am PC.

Um eine Auffälligkeit im Material zu analysieren, kann der Prüfer die Abbildungen aus verschiedenen Richtungen ansehen, drehen oder bestimmte Bereiche auswählen. Auch Längs- oder Querschnitte der Bilder sind möglich. Ziel im industriellen Einsatz ist eine weitgehend automatisierte Bauteilprüfung. Ein Industrieroboter, der über eine Schnittstelle mit dem Prüfsystem verbunden ist, tastet die Bauteile vollständig ab. Die so erzeugte 3D-Ansicht kann durch speziell entwickelte und angepasste Algorithmen weitgehend automatisch ausgewertet werden.

Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP auf der Hannover-Messe 2014: Halle 2, Stand D18

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