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Viel einfacher! Thermografie beurteilt Qualität noch glühender Blechteile

Quelle: Fraunhofer-IWU 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
Dörken Coatings GmbH & Co. KG
Treston Deutschland GmbH
Mikron Switzerland AG, Division Tool

Die Qualitätskontrolle in der Warmumformung erfolgt in der Regel erst nach einer Abkühlung des Werkstücks. Chemnitzer Fraunhofer-Forscher haben sich dazu etwas Neues überlegt ...

Die Farben, die man hier sieht, werden von einem thermografischen Overlay auf einem Blechteil (ein B-Säulenfuß aus dem Fahrzeugbau) erzeugt, das pressgehärtet wurde. Das Temperaturbild erlaubt eine ganz neue Art der Qualitätsbeurteilung in der Umfortechnik ...(Bild: Fraunhofer-IWU)
Die Farben, die man hier sieht, werden von einem thermografischen Overlay auf einem Blechteil (ein B-Säulenfuß aus dem Fahrzeugbau) erzeugt, das pressgehärtet wurde. Das Temperaturbild erlaubt eine ganz neue Art der Qualitätsbeurteilung in der Umfortechnik ...
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Herkömmliche Methoden der optischen Qualitätssicherung von Blechteilen funktionieren bei heißen Teilen nur eingeschränkt, sagen Forscher vom Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU). Und mit steigender Temperatur des Werkstücks werde die Unschärfe bei der Geometriebestimmung dummerweise auch noch immer größer. Das führt bei prozessbedingten Qualitätsmängeln zu relativ viel Ausschuss und damit zu unnötigen Kosten. Eine vielversprechende Alternative für die Qualitätsbeurteilung von Blechen verfolgt das Projekt „GreenHiTemp“. Dazu setzt man auf Wärmebildaufnahmen, die zuverlässige Prognosen noch im Prozess ermöglichen, anstelle nachgelagerte Kontrollen durchführen zu müssen. Das Fraunhofer-IWU erforscht dabei mit der Infratec GmbH die Vorteile der Thermografie im Anwendungsfall des Presshärtens.

Alle Teile werden ohne Zeitverlust überprüfbar

Dieses neue Verfahren zur Qualitätsbeurteilung bei Blechteilen kombiniert die Vorteile der Wärmebehandlung und der Umformung, sagen die Forscher. Es erlaube damit die Herstellung hochfester und gleichzeitig besonders leichter Karosserieteile. Ein Beispiel dafür sind B-Säulen (Aufmacherbild). Die in Wärmebildaufnahmen ermittelten Temperaturen des Werkstücks lassen dann zuverlässige Rückschlüsse auf dessen Qualität zu, wie es weiter heißt. Über ein entsprechend trainiertes KI-Modell ist damit eine Härtevorhersage des Bauteils möglich. Produktionsmitarbeiter könnten dann anhand eines einfachen Farbschemas erkennen, welche Stellen des Bauteils nicht in Ordnung sind respektive ob das gesamte Bauteil nach Ende des Umformprozesses als i. O. oder n. i. O. gelten kann. Durch diese frühzeitige Transparenz würden Trends erkennbar, um rechtzeitig korrigierende Eingriffe in den Prozess einzuleiten.

Das thermografische Overlay kann sogar über noch glühende Blechteile vor deren Umformprozess projiziert werden. So visualisiert man sicher und ohne Zusatzaufwand die Qualität aller Bauteile einer Charge, sagen IWU-Forscher aus Chemnitz.(Bild: Fraunhofer-IWU)
Das thermografische Overlay kann sogar über noch glühende Blechteile vor deren Umformprozess projiziert werden. So visualisiert man sicher und ohne Zusatzaufwand die Qualität aller Bauteile einer Charge, sagen IWU-Forscher aus Chemnitz.
(Bild: Fraunhofer-IWU)

Ein Blick auf Monitor statt minutenlanges Prüfen

Um auf den Usus zurückzukommen: Bisherige Prüfungen müssen schon aus Zeitgründen auf Stichproben begrenzen. Rund sieben Minuten würde es selbst bei einem vollautomatisierten Prüfprozess dauern, insgesamt 88 Messpunkte abzuarbeiten, sagt die Erfahrung. Teilweise käme außerdem auch nur eine zerstörende Prüfung in Betracht. Werden erst dabei Fehler entdeckt, muss sicherheitshalber unter Umständen die gesamte Charge vernichtet werden. Doch mit „GreenHiTemp“ lässt sich Ausschuss in erheblichem Umfang vermeiden – für eine deutlich ressourcenschonendere und effizientere Produktion in Sachen Blechteileumformung..

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