Automatisierte 4-Achs Ultraschallanlage

Die Ultraschallprüfung zählt zu einem der wichtigsten Prüfverfahren in der Qualitätssicherung von Faserverbundwerkstoffen (FVW). Gerade durch den Aufbau einzelner Lagen, sind interlaminare Schäden sehr schnell zu erkennen. Zur Anwendung kommt dabei eine Vielzahl von Verfahren, von denen die Pulse-Echo Methode und Phased-Array Technik bei den FVW eine herausgehobene Rolle einnehmen. Akustische Grenzflächen (Delaminationen) im Inneren des zu prüfenden Teils reflektieren den Schallimpuls und senden diesen an den Schwinger, der sowohl als Sender wie auch als Empfänger fungiert, zurück. Die vergangene Zeit zwischen Senden und Empfangen lässt die Berechnung der Wegstrecke und somit die Tiefe des Fehlers zu (Impuls-EchoVerfahren). Der verbaute Phased-Array-Sensor besteht dagegen aus 128 Einzelelementen, die separat angesteuert werden können. Durch versetzte Ansteuerung der Elemente lässt sich eine dynamische Schallbündelung erreichen.

Bei der automatisierten 4-Achs Ultraschallanlage wird mittels Tauchtechnik-Prüfung sowohl das Prüfobjekt als auch der Prüfkopf vollständig in eine Flüssigkeit (hier: Wasser) getaucht. Dabei fungiert das Wasser sowohl als Vorlaufstrecke als auch als Koppelmittel zwischen dem Schwinger und der Bauteiloberfläche. Die Rotationsachse des Prüfkopfs ermöglicht zudem die Prüfung von z.B. U-Profilen, ohne das Bauteil drehen zu müssen. Durch die direkte Anbindung an einen PC-Arbeitsplatz ist eine direkte Auswertung am Tauchbad möglich und hat somit eine weitere Steigerung der Effizienz des Prüfvorgangs zur Folge. Für FVW entwickelt und realisiert, wird im nächsten Schritt die Anlage um die Prüfung metallischer Luftfahrtbauteile mittels Ultraschall erweitert und eine Zulassung dieser Verfahren angestrebt.