Zerstörungsfreie Prüfung

Die Methoden der zerstörungsfreien Bauteilprüfung und Materialdiagnostik stehen vor einer Neubewertung und einem Paradigmenwechsel im Kontext von Industrie 4.0. Neue Sensorkonzepte, robotergestützte Messungen, cloudbasierte Methoden der Datenerfassung und -verknüpfung sowie die Datenauswertung mittels KI-Methoden treiben den Wandel voran und erweitern das Einsatzspektrum.

Mit den über Jahrzehnte gesammelten Erfahrungen stellt sich das Fraunhofer IKTS mit seinem Institutsteil für Materialdiagnostik diesen neuen Herausforderungen. Die aus der Keramikentwicklung stammenden IKTS-Konzepte – möglichst komplette Wertschöpfungsketten abzudecken und Werkstoff- oder Prozessinnovationen auf Systemebene zu realisieren – kommen auch im Umfeld der Materialdiagnostik zum Tragen.

Zerstörungsfreie Methoden der Bauteilprüfung (ZfP) und Materialdiagnostik können über den gesamten Produktlebenszyklus von der Entwicklung bis zur Prüfung im Produktionsprozess zum Einsatz kommen. Dabei setzt das Fraunhofer IKTS seinen Schwerpunkt auf traditionelle Verfahren wie Ultraschall, Wirbelstrom, Röntgenprüfung und akustische Diagnostik. Diese werden mit neuen Methoden wie der Laser-Speckle-Photometrie oder der Optischen Kohärenztomographie kombiniert oder ergänzt. Wenn die bei der Prüfung erhobenen Daten mit dem dynamischen Simulationsmodell des Bauteils oder Systems verknüpft werden, kann deren Lebensdauer oder Leistungsfähigkeit mit Hilfe des digitalen Zwillings vorhergesagt werden.

Das Fraunhofer IKTS ist Teil des weltweit führenden Forschungsclusters der Dresdner Werkstoffforschung und kooperiert mit dem Netzwerk der Dresdner Mikroelektronik sowie etablierten Maschinenbauunternehmen.

Themen#

Akkreditiertes ZfP-Zentrum

Als ZfP-Spezialist und ZfP-Komplettdienstleister ist das Fraunhofer IKTS von der Deutschen Akkreditierungsstelle (DAkkS) für einzelne Verfahren in den Bereichen Ultraschallprüfung, Wirbelstromprüfung, Schallemissionsprüfung und Sichtprüfung akkreditiert.

Ultraschallverfahren

Ultraschall ist eines der am häufigsten eingesetzten Verfahren in der zerstörungsfreien Prüfung. Als Entwickler für industrielle Ultraschallprüfsysteme bietet das Fraunhofer IKTS Sensoren, Elektronik, Software sowie Simulations- und Modellierungsdienstleistungen.

Akustische Verfahren

Defekte Komponenten sowie kritische Anlagen- und Betriebsprozesse haben spezielle Geräuschmuster, die mit akustischen Verfahren schnell und präzise erkannt werden können. Das Fraunhofer IKTS ist ein ausgewiesener Spezialist für spezielle elastodynamische Verfahren und die Schallemissionsanalyse.

Elektromagnetische Verfahren

Elektromagnetische Verfahren wie Wirbelstrom oder Barkhausenrauschen können hervorragend zur Fehlerdetektion im Leichtbau oder bei ferromagneti­schen Großkomponenten in Raffinerien, Kraftwerken oder zivilen Infrastrukturen genutzt werden. Das Fraunhofer IKTS entwickelt, optimiert und validiert diese Prüfverfahren sowie die dazugehörigen Prüfsysteme.

Röntgenverfahren

Mit modernen Röntgenverfahren lassen sich nicht nur materialwissenschaftliche Fragestellungen im industriellen Bereich bearbeiten, sondern auch Untersuchungen von archäologischen Funden, Musikinstrumenten oder Gehölzen realisieren. Für Volumen- oder Oberflächenprüfungen nutzt das Fraunhofer IKTS diverse Röntgenverfahren wie Mikrocomputer-Tomographie, CT-Laminographie oder Röntgendiffraktion.

Optische Verfahren

Am Fraunhofer IKTS werden traditionelle zerstörungsfreie Prüfverfahren mit neuen Methoden wie der Laser-Speckle-Photometrie oder der Optischen Kohärenztomographie kombiniert oder ergänzt. Diese Verfahren erlauben Prüfungen in Echtzeit und ohne direkten Kontakt mit der Probe. Hohe Messgeschwindigkeiten prädestinieren sie zudem für eine Inlineprüfung in der industriellen Produktion.

Advanced NDT

Komplexe Prüfaufgaben im Kontext von Industrie 4.0 liefern eine enorme Anzahl an Prozessdaten. Am Fraunhofer IKTS werden diese Daten mittels Verfahren der Mustererkennung und des Maschinellen Lernens analysiert und Kunden gezielt Wege zur Nutzung dieser wertvollen Informationen aufgezeigt.

Anwendungsbeispiele

Das Kompetenzportfolio des Fraunhofer IKTS geht weit über das eines klassischen Anbieters von ZfP-Prüftechnik hinaus, was bereits in zahlreichen Projekten demonstriert werden konnte. Das Projektspektrum reicht von einfachen Dienstleistungen über die punktuelle fachliche Weiterentwicklung eines Verfahrens oder kundenspezifischer Komponenten bis zur kompletten Systementwicklung.

Kooperationsmodelle
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Innovation und Entwicklung sind Bausteine für eine erfolgsversprechende Unternehmenszukunft. Um Wettbewerbsvorteile zu generieren, bietet Fraunhofer maßgeschneiderte Kooperationsmöglichkeiten für die bestmögliche Form der Zusammenarbeit für kleine und mittlere Unternehmen. Damit können Entwicklungskompetenzen von Kunden kurzfristig und bedarfsorientiert abgerufen und genutzt werden.