SKZ forscht an zerstörungsfreien Prüfverfahren für Schweißnähte

Der nach wie vor enorme Handlungsbedarf beim Thema „Zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) von Kunststofferzeugnissen“ veranlasste das Kunststoff-Zentrum Forschungen im Bereich der passiven Thermographie zu intensivieren. Neben weiteren zerstörungsfreien Prüfmethoden wie zum Beispiel Ultraschall (US), Terahertz-wellen (THz) oder Computertomographie (CT) erarbeitet sich hiermit das Institut ein vielversprechendes Spezialgebiet. Bei der eingesetzten Methode handelt es sich um die passive Thermographie, wobei mithilfe von Wärmebildkameras die Temperaturverteilung an geschweißten Kunststofferzeugnissen während des Fügens und beim Abkühlen untersucht wird.

Für diese Untersuchungen werden keine externen Anregungsquellen verwendet, vielmehr werden die durch das Kunststofffügen entstandenen Wärmezonen im Bauteil genutzt. Es werden vorerst die industriellen Schweißverfahren der Serienfertigung wie zum Beispiel das Heizelementstumpfschweißen, das Infrarotschweißen, das Ultraschallschweißen und das Reibschweißen ausgiebig untersucht. Prinzipiell sind aber auch weitere Fügeprozesse wie etwa das Laserschweißen oder das Kleben mit reaktiven Klebstoffen denkbar. Abweichungen im Fügeprozess von der optimalen Temperaturverteilung im Bauteil sollen in Zukunft mithilfe der rechnerunterstützten Auswertung von Wärmebildaufnahmen bereits während des Prozesses detektierbar sein und somit eine weitere Produktüberprüfung neben der zerstörenden Prüfung ermöglichen. Das hohe Potential dieser Prüfmethode ergibt sich aus der Möglichkeit der schnellen, berührungslosen Fehlerdetektion während des Prozesses.

Unterstützt wird das Kunststoff-Zentrum bei seinen Untersuchungen durch zahlreiche Unternehmen der Kunststoff-Branche. Der entsprechende projektbegleitende Ausschuss umfasst 12 Industrievertreter und setzt sich unter anderen aus Herstellern von Materialien, Schweißmaschinen, Wärmebildkameras und Kunststoffprodukten zusammen. Dadurch werden die Industrienähe der wissenschaftlichen Untersuchungen sowie die reibungslose Umsetzung der Forschungsergebnisse sichergestellt. Die geplante Projektlaufzeit beträgt 24 Monate, sodass die finalen Resultate im Herbst 2014 erwartet werden.

(dw)