Zerstörungsfreie Prüfung

Elektromagnetische Verfahren

© Fraunhofer IKTS

Entwicklung von Wirbelstromsensoren für spezielle Anwendungen, z. B. Verbundwerkstoffe.

Hochfrequenz-Wirbelstromverfahren

Die Wirbelstrommethode ist ein elektromagnetisches Verfahren zur zerstörungsfreien Prüfung von metallischen Werkstoffen und nicht oder schwach leitfähigen Materialien wie Kunststoffen oder auch Keramiken. Sie ist insbesondere im Bereich des Leichtbaus – von der Luftfahrtindustrie über den Automobilbau bis hin zur Energietechnik – zu einer Schlüsseltechnologie in der Qualitätssicherung geworden, da sie sehr schnell arbeitet, ohne Koppelmittel funktioniert, keine Anforderungen an den Strahlenschutz stellt und sich problemlos in industrielle Fertigungsprozesse integrieren lässt.

Am Fraunhofer IKTS wurden die sogenannte Hochfrequenz-Wirbelstromtechnik und die abbildende Impedanzspektroskopie im Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 MHz entwickelt, mit denen schwach elektrisch leitfähige Werkstoffklassen wie Kohlefasern und deren Komposite analysiert werden können. Das Methoden-Know-how erstreckt sich hierbei über die gesamte Fertigungskette – von der Simulation über die Sensorik, Manipulation und Elektronik bis hin zum Gerätebau. Kundenanforderungen werden stets in angepasste Mess- und Prüflösungen überführt.

Mit der EddyCus®-Geräteplattform hat das Fraunhofer IKTS eine Technologiefamilie für den wachsenden Bedarf der Leichtbauindustrie geschaffen, die auch Nachfragen nach wirbelstrombasierten Verfahren für die Qualitätssicherung in anderen Bereichen bedienen kann.

Technische Details

  • Frequenzbereich: bis 100 MHz
  • Spezielle Sensorik für Faserverbundwerkstoffe
  • Wirbelstromsystem zur individuellen Systemeinbindung (IntegrationKit)
  • 2D- und 2,5D-Wirbelstrom-Scansysteme
  • Roboterbasierte Wirbelstromsysteme für Freiform-Bauteile 

Anwendungsfelder

  • Charakterisierung von Faserlagen und Materialeigenschaften von Kohlefaserverbundwerkstoffen
  • Prüfung von Keramiken und Metallen
  • Überwachung der Aushärtereaktionen von Epoxidharzen

Leistungsangebot

  • Entwicklung und Aufbau kundenindividueller Prüfsysteme inklusive Sensor, Hard- und Software sowie Manipulatortechnik
© Fraunhofer IKTS

Schweißnahtprüfung an Tragwerksstrukturen mittels mikromagnetischem Barkhausenrauschen.

Mikromagnetisches Barkhausenrauschen

Das mikromagnetische Barkhausenrauschen ist ein Oberflächenverfahren, das ausschließlich zur Charakterisierung von ferromagnetsichen Werkstoffen eingesetzt werden kann. Der Barkhauseneffekt stellt dabei eine Wechselwirkung zwischen einem eingetragenen elektromagnetischen Feld und der Mikrostruktur des Bauteils dar. So lassen sich vor allem Spannungen, Ermüdungserscheinungen aber auch Restaustentit und Zementitbildung detektieren. Das Barkhausenrauschen ist zudem neben der Röntgendiffraktion das einzige zerstörungsfreie Verfahren, mit dessen Hilfe Eigenspannungen unabhängig von der Mikrostruktur bestimmt werden können.

Die Barrieren zum Einsatz in der Praxis liegen bei diesem Verfahren hauptsächlich in der starren und recht großen Sensorik, der extremen Anfälligkeit der Prüfsysteme auf parasitäre Einflüsse sowie dem hohen Kalibrieraufwand. Um diese zu überwinden, hat das Fraunhofer IKTS eine kleinere, kompaktere und robustere Prüftechnik entwickelt. Damit ist die Technologie weniger anfällig für Umwelteinflüsse. Darüber hinaus ist durch eine spezielle Sensorik ein breiterer Einsatz möglich und der Kalibieraufwand lässt sich durch eine komplexe Algorithmik deutlich reduzieren.

Technische Details

  • Applikation mit Standardsensorik oder alternativ mehrachsigen Sensoren oder Stromanregung
  • Übergabe der Rohdaten (Integral, Maximum, Mittelwert bzw. Koerzitivfeldstärke etc.)
  • Übergabe der kalibrierten Materialeigenschaften (Härte, Spannung, Restaustenit, Zementit etc.)
  • Messdienstleistungen sowie Konzeption und Aufbau individueller Prüftechnik bzw. Sensorik

Anwendungsfelder

  • Außeneinsätze unter rauen Umgebungseinflüssen mit Laborgeräten und robusten Handprüfgeräten
  • Werkstoffcharakterisierung während des Herstellungsprozesses
  • Bewertung des Spannungszustands von industriellen Großanlagen und Bauwerken

Leistungsangebot

  • Entwicklung kundenindividueller Sensorik und Prüftechnik
  • Vermietung von Prüfsystemen
  • Schulungen
  • Prüfdienstleistungen