Ultraschallprüfung geht der Bauteiloberfläche unter die Haut
Zwei wesentliche Größen bestimmen die Wahl einer Prüftechnik: ihre Genauigkeit, also die Auflösung, mit der noch kleinste Strukturen ausgemacht werden können, und ihre Eindringtiefe.
Für den praktischen Einsatz kommt aber noch hinzu, wie einfach eine Technik beispielsweise im Serienbetrieb ein- setzbar ist, wie schnell sie arbeitet und was sie kostet. Ultraschall ist zum Beispiel eine Methode, um mit relativ wenig Aufwand sehr schnell und kostengünstig Bauteile durchzu- checken: Eine Ultraschallsonde wird über ein Gel oder Öl mit der Materialoberfläche in Kontakt gebracht und sendet Ultra- schallimpulse aus. Diese durchlaufen das Material, das ein Kunststoff, ein Metall oder eine Keramik sein kann. Die gegenüberliegende Oberfläche reflektiert die Schallwelle, die als Echo auf den ursprünglichen Impuls durch die Sonde wieder aufgenommen wird. Kleine Materialfehler wie Poren, Risse, Einschlüsse oder Schmutzpartikel im Material beeinflussen die Schallwellenausbreitung und können so erkannt werden.
Da eine Untersuchung mit einem Prüfkopf lange dauert — er muss über das gesamte Bauteil entlang gefahren werden — haben die Forscher so genannte Sensorarrays entwickelt: Sie fassen 64 Prüfkopfelemente zu einer Einheit zusammen und bringen dieses Array mit dem Bauteil in Kontakt. Durch die Dimensionierung des Arrays in eine 2x32-Konfiguration oder 8x8-Konfiguration können sie die Prüfkopfgeometrie an das Bauteil anpassen. Nun muss das Array nur noch aufgesetzt werden, um das Bauteil schneller zu messen. Bei ent- sprechend kleinen Baugrössen kann ein mechanisches Handling komplett durch ein elektronisches Scannen ersetzt werden.
Das ist so vielversprechend, dass längst an Prüfmodulen mit 128 Prüfköpfen gearbeitet wird. Geplant sind 2x64- und 1x128-Konfigurationen. Das Verfahren funktioniert nur bei einfachen Geometrien. Gewinde etwa sind nicht zugänglich, da solche komplexe Geometrien zu viele Reflektionen des Ultraschall- signals verursachen.
Es macht sich also schon bei der Entwicklung eines Produkts bezahlt, wenn dieses so konstruiert ist, dass es später durch das günstige Ultraschallverfahren auf seine Fertigungsqualität hin geprüft werden kann. Ist dies nicht möglich, so kommen andere Verfahren wie die noch deutlich aufwändigere Computertomografie zum Zuge.
Da eine Untersuchung mit einem Prüfkopf lange dauert — er muss über das gesamte Bauteil entlang gefahren werden — haben die Forscher so genannte Sensorarrays entwickelt: Sie fassen 64 Prüfkopfelemente zu einer Einheit zusammen und bringen dieses Array mit dem Bauteil in Kontakt. Durch die Dimensionierung des Arrays in eine 2x32-Konfiguration oder 8x8-Konfiguration können sie die Prüfkopfgeometrie an das Bauteil anpassen. Nun muss das Array nur noch aufgesetzt werden, um das Bauteil schneller zu messen. Bei ent- sprechend kleinen Baugrössen kann ein mechanisches Handling komplett durch ein elektronisches Scannen ersetzt werden.
Das ist so vielversprechend, dass längst an Prüfmodulen mit 128 Prüfköpfen gearbeitet wird. Geplant sind 2x64- und 1x128-Konfigurationen. Das Verfahren funktioniert nur bei einfachen Geometrien. Gewinde etwa sind nicht zugänglich, da solche komplexe Geometrien zu viele Reflektionen des Ultraschall- signals verursachen.
Es macht sich also schon bei der Entwicklung eines Produkts bezahlt, wenn dieses so konstruiert ist, dass es später durch das günstige Ultraschallverfahren auf seine Fertigungsqualität hin geprüft werden kann. Ist dies nicht möglich, so kommen andere Verfahren wie die noch deutlich aufwändigere Computertomografie zum Zuge.
