InfraTec Forschungsbeteiligung Risserkennung - Bildnachweis: © iStock.com / kimtaro

Risserkennung in der Stahlherstellung

Das Forschungsprojekt AMPLAST

Das Projekt „Innovative Prozessüberwachung mit In-Line-Laser-Thermografie“ (AMPLAST) zielte auf die Realisierung von quantitativen, schnellen und zerstörungsfreien Laser-Thermografie-Prüfverfahren für die Inline-Fertigungsüberwachung in der Stahlherstellung. An dem Projekt waren vier Kooperationspartner aus Deutschland und Indien beteiligt. InfraTec setzte sich dabei hauptsächlich mit der Detektion von Rissen auf und nahe der Oberfläche auseinander.

Für die Lösung solcher Prüfaufgaben wurde die Thermografiekamera ImageIR® 8300 hp eingesetzt. Eine der Arbeiten bestand darin, rechenintensive Prozesse der für die Nutzung einer Thermografiekamera notwendigen Datenverarbeitung auf einem FPGA innerhalb der Kamera zu implementieren. Das senkt die Prozessorauslastung der an die Thermografiekamera angeschlossenen Rechentechnik deutlich und stellt einen spürbaren Gewinn für die Inline-Risserkennung bei der industriellen Stahlfertigung dar. Darüber hinaus erstellte InfraTec eine Software, die die Online-Bilderfassung von der Thermografiekamera mit Algorithmen zur Risserkennung verbindet.

InfraTec Forschungsbeteiligung Gewol

Prüfung von CFK-Verbindungen und -Bauteilen

Das Forschungsprojekt GEWOL

Für den Leichtbau von Luftfahrzeugen und Automobilen bieten faserverstärkte Kunststoffe wie CFK und GFK zahlreiche Vorteile. Durch das Fehlen geeigneter Bearbeitungs-, Prüf- und Messverfahren verzögert sich jedoch die wirtschaftliche, flexible und automatisierte Fertigung dieser Materialien in großer Serie. Abhilfe verspricht diesbezüglich die Lasertechnologie. InfraTec arbeitete zusammen mit Audi und sechs weiteren Partnern aus Industrie und Wissenschaft daran, die Möglichkeit der lokalen und für die jeweilige Fertigungsanforderung maßgeschneiderten Energieeinbringung per Laser für die Bearbeitung temperaturempfindlicher Werkstoffe zu optimieren.

Im Projekt GEWOL beteiligte sich InfraTec konkret an der Weiterentwicklung der laserangeregten Thermografie. Damit lassen sich die Klebeverbindungen von CFK- und GFK-Bauteilen prüfen. Gleiches gilt für den Verbund von Kunststoffmaterialien mit Stahl oder Aluminium. Bisher geschieht dies typischerweise mittels Ultraschallverfahren oder klassischer Blitzthermografie.

Die laserangeregte Thermografie erwies sich als sehr effektive Methode der Bauteilprüfung. Die Intensität der Anregung verteilte sich deutlich homogener. Zugleich konnte die Anregung großflächiger erfolgen, was wertvolle Zeit bei jedem Prüfvorgang sparte. Da sich mit diesem Verfahren zusätzlich zur flächigen problemlos auch eine linienförmige Anregung umsetzen ließ, ergaben sich weitere Vorteile beim Umgang mit unterschiedlichsten Geometrien der Prüfobjekte. Die in dem Projekt entwickelte Wärmebildkamera ImageIR® 10300 erlaubte aufgrund ihres Detektorformates von (1.920 × 1.536) IR-Pixeln das Erfassen kleinster geometrischer Details.

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Mehr Effizienz beim Lasersintern von Kunststoffen

Das Forschungsprojekt HiPer-LS

Mit neuen technologischen Lösungen die Produktivität- und Reproduzierbarkeit des Lasersinterns von Kunststoffen steigern – darauf zielte das Projekt HiPer-LS ab, an dem insgesamt acht Partner aus Deutschland gemeinsam arbeiteten.

Das Lasersintern ist eine werkzeuglose Technologie, mit der die Fertigung dreidimensionaler Werkstücke in sehr komplexen Formen möglich wird. Zur weiteren Erhöhung der Effizienz und Senkung der Kosten bei gleicher beziehungsweise höherer Qualität spielt die thermische Verfahrensführung mithilfe einer hochauflösenden Thermografiekamera eine große Rolle.

Bei der Überwachung des Fertigungsprozesses kam eine VarioCAM® HD head 900 von InfraTec zum Einsatz. Die damit durchgeführten Thermografiemessungen bildeten die Grundlage für eine Optimierung der Temperaturen der Schmelze und des Pulverbetts sowie des Energieeintrags durch den Laser. Ziel war das Erreichen einer möglichst homogenen und langzeitstabilen Schmelzetemperatur. Gelingt dies, bildet sich in der Folge ein entsprechend homogener Schmelzefilm. Die mit diesem Verfahren hergestellten Bauteile sind dichter, weisen weniger Poren und einen homogeneren Schwund auf.

InfraTec Forschungsbeteiligung Logo LaserLeichter

Thermografische Prozess- und Qualitätsüberwachung für artungleiche Leichtbaukonstruktionen

Das Forschungsprojekt LaserLeichter

Moderne Automobilität und Leichtbau gehören heutzutage untrennbar zusammen. Damit neben dem Einsparen von Energie auch weiterhin ein konstant hohes Maß an Sicherheit für die Fahrzeuge gewahrt bleibt, werden Leichtbaumaterialien mit hochfesten Materialien verbunden. Dafür ist die Entwicklung neuer Bearbeitungs- und Prüfverfahren erforderlich. Das Projekt LaserLeichter vereinte mehr als zehn Partner aus ganz Deutschland aus Industrie und Wissenschaft, die sich diesem Thema widmeten.

Im Zentrum des Interesses standen u. a. Metall-Organoblechverbindungen. Eine thermografische Prozessüberwachung kann Schwachstellen beim Fügen dieser Verbindungen aufzeigen. Weiterhin lassen sich durch das zerstörungsfreie Prüfen der Verbindungen mithilfe der im Projekt eingesetzten Wärmebildkamera der Serie ImageIR® von InfraTec fehlende Anbindungen in der Verbindungsstelle detektieren.

InfraTec Forschungsbeteiligung Schmiedeteile automatisiert erkennen

Risse an Schmiedeteilen automatisiert erkennen

Das Forschungsprojekt ThermoBot2

Hersteller und Verarbeiter von Schmiedeteilen prüfen seit Jahrzehnten die Werkstücke per Magnetpulverprüfung auf unerwünschte Risse. Diese Prüfmethode liefert jedoch nur subjektive Ergebnisse, ist aufwendig, kaum zu automatisieren und aufgrund der eingesetzten Chemikalien ökologisch bedenklich. Die roboterbasierte, laserangeregte Aktiv-Thermografie stellt eine interessante Alternative dar. Im Rahmen des FFG-Projektes ThermoBot2 der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft arbeitete InfraTec gemeinsam mit vier österreichischen Partnern daran, diese Alternative zu einer modernen Lösung für die industrielle Fertigung weiterzuentwickeln. Die Idee dabei ist, Schmiedeteile mit einem Laser lokal zu erwärmen und mit Hilfe der Wärmebildkamera ImageIR® 8300 die Wärmeausbreitung zu beobachten. Auf den hochaufgelösten Thermogrammen treten entsprechende Temperaturunterschiede hervor, aus denen sich mit komplexen Auswerteverfahren die Risse präzise erkennen und lokalisieren lassen.

InfraTec Forschungsbeteiligung Spirit

Die ImageIR® 8300 hp im Einsatz für die Forschung

Das Forschungsprojekt SPIRIT

Sein Knowhow rund um die Thermografie erweitert InfraTec u.a. durch das Mitwirken an verschiedensten Forschungsvorhaben. Die ImageIR® 8300 hp kommt zum Beispiel im Rahmen des Projektes SPIRIT zum Einsatz. Insgesamt acht Partner aus Österreich, Italien und Deutschland arbeiten gemeinsam daran, den Einsatz von Prüfrobotern bei der Qualitätskontrolle von komplex geformten Teilen zu vereinfachen. Bisher werden Roboter für die Lösung solcher Aufgaben anwendungsspezifisch programmiert. Das ist meist sehr zeitaufwändig und verursacht hohe Kosten. Künftig soll dagegen für die robotergestützte Prüfaufgabe eine bloße Einrichtung genügen.

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