Festigkeit von Fügeverbindungen

Für eine zuverlässige Analyse der Verbundeigenschaft, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen sind jedoch quantitative Messergebnisse erforderlich.

Mittels Shearographie und Thermographie können Mikrodelaminationen in Klebeverbindungen nachgewiesen werden, die die Basis einer Definition zukünftiger standardisierter zerstörungsfreier Untersuchungen zur Quantifizierung von Klebeverbindungen bilden.

Kontinuierlich steigende Anforderungen an technische Systeme fordern immer leichtere Bauteile bei zunehmenden Festigkeits- und Duktilitätsanforderungen. Die Lösung liegt nicht allein in der Entwicklung neuartiger Werkstoffe, sondern in der Kombination mehrerer Werkstoffe in der Form, dass die Eigenschaften dieses Verbundes die jeweiligen Eigenschaften der Einzelkomponenten übersteigen. Dies führt zu Werkstoffverbunden mit vielfältigen Schichtsystemen unterschiedlichster Werkstoffe. Eine zentrale Aufgabe für die sichere Funktion von Werkstoffverbunden kommt den Adhäsions- und Kohäsionskräften im Fügebereich zwischen den in der Regel verklebten Komponenten zu.

Aber auch für die Systemsicherheit ist die Qualität der Fügung verschiedenster Werkstoffe von höchster Bedeutung. Luft- und Raumfahrt und Motorsport sind hier Beispiele für Anwendungsbereiche, die an die Zuverlässigkeit von Werkstoffen und Werkstoffverbunden hohe Ansprüe stellen.

Zur Qualitätssicherung während der Nutzungsphase werden zerstörende und zerstörungsfreie Methoden herangezogen. Während zerstörende Verfahren nur eine stichprobenartige quantitative Prüfung weniger Bauteile erlauben (genormte Standardtestmethoden), ermöglichen zerstörungsfreie Methoden (Thermographie, Shearographie) mittlerweile weniger aufwändige und rückwirkungsfreie Untersuchungen in größerem Umfang.

Bestehende zerstörungsfreie Mess- und Prüftechniken liefern rein qualitative Informationen zu Adhäsions- und Kohäsionseigenschaften bei Werkstoffverbunden. Für eine zuverlässige Analyse der Verbundeigenschaft, insbesondere in sicherheitsrelevanten Bereichen sind jedoch quantitative Messergebnisse erforderlich.

Mittels Shearographie und Thermographie können Mikrodelaminationen in Klebeverbindungen nachgewiesen werden, welche die Basis einer Definition zukünftiger standardisierter zerstörungsfreier Untersuchungen zur Quantifizierung von Klebeverbindungen bilden. Quantitative Messgrößen erlauben nicht nur eine Aussage ob ein Defekt vorliegt oder nicht, sondern liefern auch wertvolle Informationen über die individuellen Bindungseigenschaften. Sie tragen somit enorm zu einer präziseren Beschreibung des Systemzustandes bei. Dies ermöglicht eine produktionsbegleitende Kontrolle definierter Eigenschaften aber auch die Zustandsüberwachung während der Nutzung. Somit können auch detaillierte Aussagen zu Lebensdauerabschätzungen und zum Ermüdungsverhalten erfolgen.

Beide Verfahren werden vom Fraunhofer IPA am Messestand der Fraunhofer-Allianz Vision (Halle 1, Stand 1502) bei der Control 2009 in Stuttgart, 5. bis 8. Mai, vorgestellt. Die Fraunhofer-Allianz Vision ist ein Zusammenschluss von Fraunhofer-Instituten zu den Themen Bildverarbeitung, optische Inspektion und 3-D-Messtechnik, Röntgenmesstechnik und zerstörungsfreie Prüfung.

Fachkontakt:
Dr. Norbert Bauer
Fraunhofer-Allianz Vision
Am Wolfsmantel 33
91058 Erlangen
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