Sensorsystem für hybride Bauteile

Wissenschaftler des Fraunhofer IZFP haben auf der GIFA in Düsseldorf ein robotergestütztes Sensorsystem zur zerstörungsfreien Prüfung von Hybridguss-Bauteilen vorgestellt, das sich ohne großen Aufwand in Produktionsprozesse integrieren lässt.

12. Juli 2019
Sensorsystem für hybride Bauteile
Das robotergestützte Sensorsystem zur zerstörungsfreien Prüfung von Hybridguss-Bauteilen lässt sich ohne großen Aufwand zur Qualitätsüberwachung in Produktionsprozesse integrieren. (Bild: Fraunhofer IZFP)

Bei der Qualitätssicherung von Leichtbaukomponenten sind intelligente Sensorsysteme von zentraler Bedeutung: In vielen Industriebereichen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie werden zunehmend Hybridbauweisen aus Faserverbundwerkstoffen und Leichtmetallen eingesetzt. Materialfehler im Endprodukt können jedoch zu vorzeitigem Versagen führen und damit den sicheren Gebrauch beeinträchtigen. Das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP hat deshalb ein robotergestütztes Sensorsystem zur zerstörungsfreien Prüfung von Hybridguss-Bauteilen entwickelt.

Bei Verwendung zeitaufwendiger, zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte hohe Kosten nach sich. Prozessstörungen werden zudem aufgrund der auf Stichproben beschränkten Prüfung oft erst dann erkannt, wenn bereits in erheblichem Umfang Ausschuss entstanden ist.

Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind daher eine Alternative und bei entsprechender Umsetzung langfristig auch ein Ersatz für zerstörende Verfahren. Das Fraunhofer IZFP in Saarbrücken untersucht Komponenten oder Bauteile bereits während des Herstellungsprozesses, ohne das Material zu beschädigen oder die Oberfläche und dessen Eigenschaften zu verändern.

Kognitive Sensorik zur Qualitätssicherung

Der automatisierte Einsatz intelligenter zerstörungsfreier Sensorsysteme ist wesentlicher Bestandteil zur Sicherstellung der Produktqualität in der Fertigung. Das Fraunhofer IZFP demonstrierte auf der diesjährigen GIFA ein robotergestütztes Sensorsystem zur Qualitätsüberwachung, das sich schnell und einfach in Produktionsprozesse integrieren lässt. Die Anwendung solcher Systeme wird anhand einer robotergestützten Prüfung von Hybridguss-Proben demonstriert. Bei diesen handelt es sich um in Druckguss gefertigte Barren aus Aluminium, die durch einen Metalleinleger im Inneren verstärkt werden. Durch die robotergestützte Wirbelstromprüfung lassen sich Qualitätsmerkmale wie die Position oder die Unversehrtheit des Einlegers im Guss nachweisen.

Die Vorteile der roboterbasierten Prüfung mit Wirbelstrom gegenüber konventionellen Computertomographie-Prüfungen liegen in der einfachen Prüfung mit deutlich weniger Sicherheitsvorkehrungen sowie in der Bewertung von Qualitätsmerkmalen: Das ist ressourcenschonend, reduziert Kosten und trägt zur Stärkung der Wettbewerbsposition der Produzenten bei. Das Forschungsinstitut hat jahrzehntelange Erfahrung im Bereich der Kombination und Automatisierung derartiger zerstörungsfreier Prüfmethoden für die Fertigung.

Kognitive Sensorsysteme – effiziente Prozesse

Im Zentrum der Tätigkeiten steht die Entwicklung kognitiver Sensorsysteme für das zerstörungsfreie Monitoring industrieller Prozesse und Wertschöpfungsketten. Wesentliche Konzepte dieser Technologien sind der KI-Forschung entnommen. Neben reinen Produktionsprozessen stehen gleichrangig Prozesse aus Werkstoff- und Produktentwicklung, Wartung, Instandhaltung und Wiederverwertung von Werkstoffen im Fokus der Forschung und Entwicklung.