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Hannover Messe 2017 Smartes Prüfsystem für die Materialkontrolle

| Redakteur: Rebecca Vogt

Technische Anlagen auf Materialfehler untersuchen – eine schwierige Angelegenheit, bei der die Prüfer bislang allein auf ihre Erfahrung zählen konnten. Das Sensor- und Inspektionssystem 3D-Smart-Inspect soll dort künftig Unterstützung bieten.

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Das System 3D-Smart-Inspect eignet sich zur manuellen oder robotergestützten Überprüfung von Bauteilen und großen Oberflächen.
Das System 3D-Smart-Inspect eignet sich zur manuellen oder robotergestützten Überprüfung von Bauteilen und großen Oberflächen.
(Bild: Fraunhofer-IZFP/Tom Gundelwein)

Immer dann, wenn Materialien und Produkte bis an ihre äußersten Leistungsgrenzen gebracht werden, ist es besonders wichtig, diese auf Verschleiß und Fehler zu prüfen. Man kennt es vom Auto: Alle zwei Jahre überprüft der TÜV, ob das Fahrzeug noch sicher ist. Auch sicherheitskritische Gegenstände wie Turbinen, Generatoren oder Hochdruckbehälter müssen regelmäßig überprüft werden. Denn entdeckt man Schäden zu spät, kann das Sicherheitsrisiken bergen.

Stillstände lassen sich verhindern

Zudem gehen Schäden oft mit teuren Stillstandszeiten einher. Die zu prüfende Struktur wird mit einem Sensor inspiziert. Dabei besteht die Schwierigkeit, dass die Prüfer die komplette Oberfläche kontrollieren müssen. Doch welche Stellen haben sie mit dem Sensor bereits begutachtet und welche nicht? Um den Zustand der Objekte zuverlässig beurteilen zu können, müssen die Prüfer zudem eine lange Ausbildung absolvieren und brauchen viel Erfahrung. Solche Ingenieure zu finden, ist schwer.

Ausbildung kann verkürzt werden

Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) haben mit 3D-Smart-Inspect nun ein Sensor- und Inspektionssystem entwickelt, das die Prüfer bei ihrer Arbeit unterstützen soll. „Der Prüfer weiß genau, wo er schon gemessen hat, welches Ergebnis die Messung hatte und das Protokoll liegt sofort in digitaler Form vor“, erläutert Prof. Bernd Valeske, Abteilungsleiter am IZFP und Leiter des Fraunhofer-Innovationsclusters Automotive Quality Saar (AQS). Im Vergleich zum heutigen Verfahren sei das ein Quantensprung. Es könnten künftig auch Prüfer eingesetzt werden, die noch nicht so erfahren seien. Zudem lasse sich die Ausbildung wesentlich verkürzen.

Prüfung mit AR-Brille

Im Alltag könnte eine Anwendung so aussehen: Die Kontrolleure haben eine Augmented-Reality-Brille (AR) auf. Durch die Brille sieht der Tester das zu prüfende Objekt. Fährt er mit dem Sensor darüber, färbt sich der entsprechende Bereich im Display der Brille grün. Die anderen Stellen des Objekts erscheinen weiterhin in ihrer Originalfarbe. So könne der Tester sichergehen, dass er keinen Bereich außer Acht gelassen hat. Zudem kontrolliere das System umgehend, ob der Sensor die Daten korrekt aufgenommen hat. „Der Prüfer kann zum einen sichergehen, dass er die Daten zu 100 % erfasst hat, zum anderen, dass alle Messungen gültig sind“, sagt Valeske.

Daten gehen direkt an die Steuerzentrale

Ist die Datenaufnahme abgeschlossen, sieht der Kontrolleur über die AR-Brille sofort das Ergebnis. Bereiche, in denen etwas im Argen liegt – eine Hohlstelle etwa oder Korrosion – erscheinen im Display rot. Für das Reparaturteam kann der Prüfer dann Markierungen hinterlassen – entweder per Kreidestift an der realen Komponente oder in digitaler Form. Der Expertentrupp in der Steuerzentrale wiederum könne die Daten umgehend einsehen: Wie gravierend sind die festgestellten Mängel? Muss das Reparaturteam sofort ausrücken oder hat die Instandsetzung noch Zeit?

Digitales Prüfgedächtnis entsteht

Auch das Erstellen des Prüfprotokolls vereinfache sich erheblich. Bislang musste der Prüfer seine Arbeit aufwendig protokollieren und die Daten dem Objekt zuweisen, das er vermessen hat. Mit 3D-Smart-Inspect werden diese automatisch und eindeutig zugeordnet. Das Schreiben eines Protokolls entfällt. Valeske erklärt: „Bisher wurden die Daten nur ganz marginal in die digitalen Welten überführt. Künftig haben wir ein digitales Prüfgedächtnis und betten die Daten automatisch in digitale Systeme ein. Das ist besonders vor dem Hintergrund von Industrie 4.0 ein wichtiger Schritt.“

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