Leitfaden zur Wärmefluss-Thermographie – Zerstörungsfreie Prüfung mit Bildverarbeitung

Der Band 8 der Fraunhofer-Vision-Leitfaden-Reihe widmet sich dem Thema der Wärmefluss-Thermographie als zerstörungsfreiem Prüfverfahren für die Qualitätssicherung. Die Wärmefluss-Thermographie ist eine Prüftechnik, mit deren Hilfe unterhalb der Oberfläche liegende und daher äußerlich nicht sichtbare Fehlstellen in Werkstücken erkannt werden können, indem der Wärmefluss beziehungsweise die Wärmeleitfähigkeit in den Prüflingen analysiert wird. Grundsätzliche Vorteile des thermographischen Wärmefluss-Prüfverfahrens sind das bildgebende Funktionsprinzip, die hohe Prüfgeschwindigkeit und die relativ einfache Automatisierbarkeit.

Das Verfahren ist für eine Vielzahl von verschiedenen Branchen geeignet. Typische Anwendungsbeispiele sind unsichtbare Materialdefekte in Form von Haftungs- und Klebefehlern, Delaminationen, Blasen, Lunkern oder Rissen. Interessant sind auch die Möglichkeiten zur Bestimmung von Schichtdicken in Verbundmaterialien, zur Kontrolle von Schweißnähten oder zur Detektion von Fremdkörpern in Lebensmitteln.

Die Wärmefluss-Thermographie ist in ihrer Ausprägung als „industrielles“ ZfP-Verfahren noch relativ jung, da erst in jüngster Zeit leistungsfähige und praxistaugliche Infrarot-Kameras zur Verfügung stehen. Der neue Band der Fraunhofer-Vision-Leitfaden-Reihe möchte das aktuelle Wissen über das neue Messverfahren in allgemein verständlicher Form zur Verfügung stellen. Die Leser sollen eine realistische Vorstellung bezüglich der Anwendungsmöglichkeiten und des Einsparungspotenzials im Hinblick auf die Bewältigung eigener Prüfaufgaben erhalten.

Zum Inhalt

Im ersten Teil werden nach einer Einführung in die Thematik der zerstörungsfreien Prüftechniken zunächst die fachlichen Grundlagen der Wärmefluss-Thermographie vorgestellt. Thermographie-Verfahren können je nach Zufuhr der Wärme in das Prüfobjekt eingeteilt werden in aktive, passive, Impuls- und Lock-In-Thermographie. Zur Auswertung der Wärmebilder kommen für jedes Verfahren spezielle Algorithmen zum Einsatz. Die Erzeugung der Wärme im Prüfling erfolgt mit Hilfe unterschiedlicher Anregungsquellen. Weiterhin wird ein Überblick über den Aufbau und die Verfügbarkeit von Infrarot-Sensoren gegeben.

Im zweiten Teil werden einige Anwendungsmöglichkeiten vorgestellt. Die aktive Online-Thermographieprüfung eignet sich zum Beispiel zur Schriftzeichenerkennung unter Lack oder zur Prüfung von Verklebungen lackierter Bleche. Mit einem aktiven Thermographiesystem werden keramikbeschichtete Gasturbinenschaufeln in der kompletten Fertigungskette vom Guss der Schaufel über die Nachbearbeitung bis zum Aufbringen der Wärmedämmschicht geprüft. Im Elektronikbereich werden mittels Lock-In-Thermographie Bauteile und Baugruppen auf ihre Funktionstüchtigkeit untersucht. Die Qualitätssicherung in der Automobilfertigung ist ein weiterer sehr großer Einsatzbereich für die Wärmefluss-Prüfung. Es existieren fertigungsintegrierte Systeme zur Prüfung von Laserschweißnähten oder Widerstands-Schweißpunkten. Darüber hinaus können Blasen in hinterschäumten Instrumententafeln sicher erkannt werden.

Im letzten Teil findet der Leser einige Hinweise zu Literatur, Zeitschriften, Verbänden und Vereinigungen, Messen und Seminaren, Workshops und Tagungen, mit deren Hilfe er sich weiter in die Thematik Wärmefluss-Thermographie einarbeiten kann.

Der „Leitfaden zur Wärmefluss-Thermographie – Zerstörungsfreie Prüfung mit Bildverarbeitung“ (ISBN 3-8167-6754-0) umfasst 48 Seiten mit zahlreichen Abbildungen und Produktpräsentationen industrieller Anbieter. Er kann gegen eine Schutzgebühr von 15,50 EUR über den Buchhandel oder direkt über das Büro der Fraunhofer-Allianz Vision in Erlangen bezogen werden.

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Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.