Ultraschall-Phased-Array-Prüfzange

Bislang gab es noch keine inlinefähige ultraschallbasierte Prüftechnik für Falznahtklebeverbindungen, die v. a. im Maschinen- und Fahrzeugbau eingesetzt werden. Deshalb entwickelten die Ingenieurinnen und Ingenieure am Fraunhofer IKTS ein Prüfsystem, das die Klebstoffverteilung im Falz per Ultraschall misst und zugleich Lufteinschlüsse detektiert.

Dafür fertigten die Forschenden drei lineare Phased-Array-Prüfköpfe, die in eine spezielle Prüfzange verbaut wurden. Durch das mechanische Öffnen und Schließen zweier Teile kann die Falznaht zwischen den drei Prüfköpfen an den Seiten a, b und c optimal positioniert werden (s. Abbildung). Der in die Prüfzange integrierte Wasserkreislauf sorgt für eine gute akustische Ankopplung an die Blechteile.

In Kombination mit der IKTS-eigenen Ultraschallelektronik PCUS^®-pro Array und einer adaptierten Software wurde so eine inlinefähige Prüfvorrichtung realisiert und bereits in die industrielle Produktion überführt. Auf Grundlage von Simulation und Modellierung wurde ein  Algorithmus für die Ansteuerung der Ultraschallprüfköpfe entwickelt und eine Signalauswertung implementiert. Der Algorithmus sichert die inlinetypischen Taktzeiten.