Förderprojekte

Themenbereich:

Fördermittelgeber:

Jahr:

Luftschall-Prüftechnik für die Analyse der Schallfeldverformung

LuPAS

Themenbereich: ZfP

01.09.2020-31.08.2022

Dr. Jana Klammer

Projektziel

Im Projekt LuPAS wollen wir eine neue Modalität der Luftultraschallprüfung anwendungsreif entwickeln. Durch mehrsegmentigen Empfang des durch die Probe transmittierten Schalls sollen Verformungen des Schallfeldes auswertbar werden. Das wird erstmals einen neuartigen Kontrast für die Luftschallprüfung in Transmission erschließen, der mit der Tiefenlage der Ungänzen korreliert ist.

 

Arbeitsschwerpunkte

Zur Umsetzung der Methode wird eine auf hervorragendes Signal/Rausch-Verhältnis angepasste Prüftechnik entwickelt. Anhand von Modellversuchen werden geeignete Konfigurationen für den Mehrsegmentempfang entwickelt und diese schließlich in Prüfköpfe integriert. Die Prüfmethode wird entwickelt, dass möglichst leicht interpretierbare Prüfbilder mit der neuen Prüfmethodik generiert werden.

Gefördert durch:

Prozess- und Qualitätsüberwachung in der Polymerschaumextrusion mittels Luftultraschall

Themenbereich: ZfP

01.06.2020-31.05.2022

Dr. Ralf Steinhausen

Projektziel

Im Verbund-Projekt soll untersucht werden, wie die Luftultraschalltechnik bei der kontinuierlichen Prozessüberwachung in der Schaumextrusion eingesetzt werden kann. Dabei wird geprüft, wie Schaumeigenschaften sich anhand der Ultraschalleigenschaften charakterisieren lassen. Durch Vergleich mit Referenzproben soll so eine inline Bewertung der hergestellten Bauteile möglich werden, welche zweiwertig zwischen intakt und nicht intakt differenziert.

Arbeitsschwerpunkte

Das FZ-U testet im Verbundprojekt verschiedene Prüfmethoden auf Tauglichkeit für typische anwendungsrelevante Schaumaterialien. Die Robustheit des Verfahrens gegenüber Prüfbedingungen wird untersucht und gegebenenfalls durch Maßnahmen sichergestellt. Prüfalogorithmen für die relevanten Prüfsituationen werden entwickelt und einer Prüfsoftware gebündelt. Die Entwicklungen werden an einem Demonstrator einem Praxistest bei der Schaumextrusion unterzogen.

 


Zerstörungsfreie Prüfung von Schuhen mit Ultraschalltechnik am Beispiel von Sohlenklebung

Themenbereich: ZfP

01.10.2018 - 30.09.2020

Dr. Ralf Steinhausen

Projektziel

Zur Qualitätskontrolle bei der Herstellung von Schuhen werden derzeit häufig zerstörende Verfahren verwendet, beispielsweise um Klebeverbindungen zu testen. Im Projekt werden Verfahren entwickelt, um mit Ultraschall zerstörungsfrei Klebeverbindungen am fertigen Schuh zu ermöglichen und das Potential der Ultraschallgrößen für weitere Prüfaufgaben untersucht.

 

Arbeitsschwerpunkte

Eine geeignet Prüftechnik wird entwickelt, welche sender- und empfängerseitig auf die spezielle Schuhgeometrie angepasst ist. Die Eignung der Luftultraschalltechnik dazu wird überprüft. Möglichkeiten zur Differenzierung von guter und schlechter Qualität werden erarbeitet und Korrelation zur zerstörenden Prüfung hergestellt. An einem Demonstrator wird das Verfahren erprobt.

 

Zusammenarbeit

Das Projekt findet im Rahmen der Industriellen Gemeinschaftsforschung mit den beiden Forschungseinrichtungen FZ-U sowie Prüf- und Forschungsinstitut Pirmasens e.V. (PFI) statt.

 

Förderung

Das IGF-Vorhaben Nr. 20344 BG wird gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages.

Gefördert durch:

Entwicklung einer inlinefähigen vollautomatischen Qualitätskontrolle für Geometrie und Material bei Miniaturbauteile mittels resonanter Ultraschall- Spektralanalyse

RSUA

Themenbereich: ZfP

01.09.2018 - 31.08.2020

Dr. Jana Klammer

Projektziel

Ziel  ist  es  eine  Ultraschall-Prüfmethode  zu entwickeln,  um  mit  hoher  Reproduzierbarkeit  Bauteile  mit  kleinen  Abmessungen  anhand  des Signalverlaufs  einer  Schallwelle  im  Bauteil  zu  charakterisieren.  Durch  die  Analyse  von stehenden  Ultraschallwellen  können  sehr  sensitiv  Änderungen  vom  Sollzustand  im  Bauteil detektiert werden. Dies können Formabweichungen und innere Defekte, wie Risse, Brüche oder Fehlstellen sein. Gleichzeitig lassen sich auf Basis dieser Technologie auch Fehler in der Fertigung detektieren. Die Technologie erlaubt eine serientaugliche Messung mit kurzen Messzeiten für verschiedene Materialien. Eine großserientaugliche 100-Prozent-Prüfung mit kurzen Taktzeiten ist dabei das Ziel.

 

Arbeitsschwerpunkte

Im Kooperationsprojekt werden verschiedene Anregungsverfahren untersucht und geeignete Frequenzbereiche zur zuverlässigen Detektion ermittelt. Technologische Optimierungen eines Laboraufbaus führen zu einem offline-Demonstrator. Eine automatische Detektion von Geometrieabweichungen und Ungänzen wird entwickelt, die mit definierten Gutteilen angelernt wird. Die Zuverlässigkeit der Detektion wird untersucht.

Gefördert durch:

Produktionstaugliches, elektronisches Prüfsystem zur Fertigungsüberwachung von Kunststoff-Leichtbauteilen

ifUS

Themenbereich: ZfP

01.10. 2017 bis 31.03.2020

Dr. Ralf Steinhausen

Motivation

Koppelmittelfreie  Ultraschallprüfverfahren  zur  Qualitätskontrolle  von  neuen  Kunststoffmaterialien wie CFK und GFK sowie Verbundwerkstoffen gewinnen in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung. Wurde die Qualität bislang hauptsächlich im Labor geprüft, so stellt sich jetzt die Frage nach Qualitätskontrollen in der Produktion.

Sandwichplatten werden heute für den Bau von Industriebauten (Dachelemente, Wandelemente), für Reinräume in der Halbleiterindustrie, für Wohnhäuser, für Fassaden, auch zur Dämmung für energiesparendes Bauen und für den Fahrzeugbau (auch Boote und Wohnwagen) eingesetzt. Mit Hilfe des neu entwickelten Messsystems werden in der Qualitätssicherung der Sandwichplattenindustrie eine deutliche Zeit- und damit auch Kostenersparnis erreicht.

Schaumbasierte Materialien zu prüfen ist wichtig, weil Fehler in der Dämmschicht die Dämmeigenschaften des Bauteils reduzieren und auf lange Sicht zu dessen Schädigung führen. Allerdings sind PUR-Werkstoffe auf Grund ihrer hohen akustischen Dämpfung für Ultraschallwellen bislang nicht prüfbar gewesen.

 

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens ist die Erforschung eines mehrkanaligen, leistungsstarken Ultraschallwandlers mit integrierter Prüfelektronik und entsprechender Auswertesoftware für eine schnelle, zerstörungsfreie  Prüfung  von  Verbundwerkstoffen  in  rauer  Industrieumgebung.

BMBF (Projektträger VDI/VDE)

Einseitige koppelmittelfreie Ultraschall-Prüfung mit subtraktiver Frontechokompensation

SuFEK

Themenbereich: ZfP

01. Juni 2016 – 31. Mai 2018

Dr. Mario Kiel

Die Luftultraschallprüfung ist eine berührungslose und koppelmittelfreie Prüfmethode bei der Bauteile zerstörungsfrei untersucht werden können. Das Potential liegt insbesondere bei starkdämpfenden Leichtbaumaterialien. Im Projekt soll ein neuartiger Ansatz auf seine Anwendungstauglichkeit im Industriebereich getestet werden. Dabei befinden sich der Sendewandler und zwei Empfangswandler auf der gleichen Seite des Prüfobjektes. Das dabei auftretende sehr laute Frontwandecho wird durch eine Differenzmessung zwischen den beiden Empfängern kompensiert, um nur die Information aus dem Inneren des Bauteils auswerten zu können.

Land Sachsen-Anhalt und die Europäische Union

Technologiekommunikation durch Multiplexe Mediengestaltung

TechKo-MuM

Themenbereich: ZfP

01. Januar 2018 bis 31. Oktober 2018

Dr. Christoph Pientschke

Im Projekt TechKo-MuM wurde die Internetplattform https://www.luftultraschall.de/ inhaltlich und gestalterisch entwickelt. Das Thema Luftgekoppelter Ultraschall wird darin von verschiedenen Seiten aus für eine breite Zielgruppe beleuchtet. In der Zusammenarbeit mit Grafikern hat das Forschungszentrum Ultraschall vielfältige (multiplexe) Ansätze verfolgt, Wissen aufzubereiten. Fachlich fundiert und ansprechend gestaltet ist so eine anregende Seite entstanden, die verschiedene Zugänge zum Thema ermöglicht.

So können die Nutzerinnen und Nutzer erkunden, wie Luftultraschallprüfung funktioniert. Kennenlernen, für welche Prüfaufgaben Luftultraschall geeignet ist, anwendungsrelevante Informationen finden und begreifen, wie die Physik der mechanischen Wellen funktioniert.

Land Sachsen-Anhalt

Charakterisierung akustischer Parameter von Schlauchmaterialien sowie deren zeitliche Veränderung und Erforschung von Methoden zur Kompensation der Einflüsse beim Einsatz von Clamp-on Ultraschallsensoren in der Medizintechnik und Biotechnologie

CaPS

Themenbereich: Medizintechnik

01. August 2017 bis 31. Juli 2020

Dr. Jana Klammer

Clamp-on Ultraschall-Sensoren ermöglichen die nicht-invasive Charakterisierung von Flüssigkeiten, z. B. Blut, durch die Schlauchwand hindurch. Von besonderem Interesse sind hier die Blasendetektion und die Durchflussmessung. Damit können vielfältige Anwendungen in der Medizintechnik, im Pharmabereich, Lebensmittelverarbeitung, Biotechnologie aber auch in der chemischen Industrie gelöst werden. Überall dort, wo Einweg-Artikel (Disposable), wie z. B. Schläuche oder Tropfkammern zwingend verwendet werden müssen, bieten sich die Ultraschallverfahren besonders an, da kein direkter Kontakt mit dem Medium (Fluid) erforderlich ist.

Die Qualität der Messung bzw. die einfache Handhabung wird durch die wechselnde Qualität der verwendeten Schläuche und deren Form- und Materialbeständigkeit im Einsatzzeitraum beeinträchtigt.

Ziele des geplanten Forschungsprojektes sind deshalb die Erhöhung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit bestehender Messsysteme durch Erforschung geeigneter Methoden zur Erfassung von Materialänderungen und deren Kompensation. Damit verbundene Verbesserung der Sensorik für den Einsatz in neuen Anwendungsgebieten, wie beispielsweise sehr kleine/sehr große Schlauchdurchmesser; spezielle Schlauchmaterialien; große Umwelteinflüsse (aggressive Medien, hohe Temperaturen).

Land Sachsen-Anhalt und die Europäische Union