Eisenbahntechnik

Da Laser-Ultraschall (LUS) aus einer sicheren Distanz betrieben werden kann, ist diese Technologie in sehr frühen Prozessschritten der Metallverarbeitung, also auch bei sehr hohen Temperaturen, einsetzbar. Dabei können beispielsweise Blechdicken und Wandstärken von Rohren noch im glühenden Zustand vermessen werden (auch bei nur einseitiger Zugänglichkeit). Auch Änderungen der Mikrostruktur (z.B. Kornwachstum), die im Walzprozess interessant sind, können mit LUS charakterisiert werden.

Unterschiedliche Materialien (Stahl, Aluminium, Kupfer, Halbleiter) - unterschiedlichste Fragestellungen (Blechdicke, Fehlstellen, elastische Eigenschaften, Kornwachstum, Anisotropie): Die LUS-Technologie gepaart mit innovativer Datenauswertung ist höchst flexibel einsetzbar.

Möchten Sie Ihre Glasfaser-Komponenten näher betrachten?
Wollen Sie einen Blick in das Innere Ihrer Bauteile werfen, bevor Sie diese ausliefern?
Unsere OCT-Technologie macht das möglich! Sie ermöglicht, Defekte, Fehlstellen, Faserorientierung etc. lokal zu bestimmen.

Im hauptsächlich manuellen Produktionsprozess von CFK-Komponenten stellen Delaminationen, Einschlüsse und innere Risse ein kritisches Problem für die Festigkeit dar. Durch die Schwarzfärbung des Materials sind diese Fehler von außen nicht sichtbar. Mit Laser-Ultraschall können die Bauteile zerstörungsfrei gescannt und so Fehlstellen detektiert werden.

Es kann beim Gießen von Metallen interessant sein, einerseits die Schmelztiefe zu überwachen, aber auch Heißrisse (aka Warmrisse, Erstarrungsrisse) im frisch gegossenen und noch heißen Gussbaren zu finden. Beides ist mit Laser-Ultraschall möglich und wurde von uns schon untersucht. In der Abbildung ist eine Rekonstruktion und das entsprechende Foto des Schnittes durch einen Rundbarren aus Aluminium zu sehen, der einen ausgeprägten Kernriss hat.  

Gerade beim Einsatz von Composite-Materialien (bzw. allgemein im Leichtbau) ist eine integrierte Qualitätsüberwachung (SHM - Structural Health Monitoring) ein sehr wertvolles Hilfsmittel um die Leichtbaupotentiale voll ausschöpfen zu können. Eine Struktur, deren Integrität kontinuierlich überwacht ist kann z.B. durch die Integration von Lichtwellenleitern mit FBG-Sensoren realisiert werden. Bei derartigen Lösungen unterstützen Sie gerne unsere Experten aus dem Bereich der Physical & Computational Acoustics mit entsprechender Expertise.

Oft werden metallische Teile mit dielektrischen Beschichtungen versehen um deren Betriebseigenschaften (z.B. bzgl. Tribologie) zu optimieren.
Mittels Terahertz-Technologie (THz) ist eine inline-fähige Vermessung derartiger Beschichtungen sehr effizient möglich.

Die rasanten Entwicklungen der letzten Jahre auf dem Gebiet des 3D-Drucks von Kunststoffen und Metallen und die damit verbundene Qualitätsverbesserung erlauben immer mehr Anwendungen, auch in der Serienproduktion von kritischen Komponenten. Die OCT-Messtechnik (für Kunststoffe, Keramik) und die Laser-Ultraschall-Technologie (für Metalle, harte Polymere) bieten dabei die Möglichkeit, bestimmte Fehlstellen des Drucks offline oder sogar inline zu detektieren und somit den Prozess zu überwachen, damit gegebenenfalls sofort korrigierend eingegriffen werden kann.

Mittels Terahertz-Technologie (THz) können Sie auch durch relativ dicke Kunststoffschichten durchschauen und verborgene Schichten (z.B. Klebstoffschichten) zerstörungsfrei prüfen!
Die eingesetzten Terahertz-Wellen sind nicht gesundheitsschädlich (keine ionisierende Strahlung) und durchdringen trotzdem problemlos auch viele optisch undurchsichtige Materialien.

Durch die Möglichkeit glühende Proben zu untersuchen, können mit Laser-Ultraschall auch metallurgisch Interessante Informationen während thermomechanischer Zyklen von neuen Stählen gewonnen werden. Dazu werden die Proben in unserem modifizierten Abschreck- und Umformdilatometer der Firma Linseis Messgeräte induktiv erhitzt und bei Bedarf umgeformt, wobei mittels LUS in-situ die Schallgeschwindigkeit und akustische Dämpfung gemessen werden. Aus diesen Parametern ist es bei entsprechender Kalibrierung möglich, auf das Kornwachstum, Phasenumwandlungen und Texturänderungen zu schließen.

Die Bestimmung der Einhärtetiefe in Stahl von thermisch (z.B. induktiv) behandelten Bauteilen ist für die Qualitätskontrolle wesentlich. State-of-the-Art ist es, an den aufgeschnittenen Proben Ätzungen bzw. Härtemessungen durchzuführen. Laser-Ultraschall bietet hier eine zerstörungsfreie Alternative. Damit können Zonen verschiedener Mikrostrukturen an beliebigen Positionen dargestellt werden bis hin zur Tomographie der Einhärtetiefe.

Die zerstörungsfreie Prüfung von Schweißnähten ist mit Laser-Ultraschall möglich. Dank der Automatisierbarkeit können auch inline bereits Messungen mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt werden. Mit Wiederholraten, abhängig von der geforderten Auflösung, von 10Hz, 100Hz oder sogar höher können Fehlstellen, Einschlüsse, Heißrisse und hohe Porenkonzentrationen gefunden werden. 

Mittels Laser-Ultraschall können auch Schweißpunkte in kurzer Zeit gescannt und Zonen mit tatsächlicher Materialverbindung (Schweißlinse) bildlich dargestellt und beurteilt werden.