TY - GEN A1 - Majed, Jihed Ben A1 - Schacht, Ralph A1 - Fischer, Tim A1 - Zajaczkowski, Marek A1 - May, Daniel A1 - Pareek, Kaushal Arun A1 - Zafar, Syed Ali T1 - Anwendung der Lock-in-Thermographie zur Defekterkennung in additiv gefertigten AMC Schweißnähten T2 - DGZfP 2025 : DGZfP-Jahrestagung 2025, 26.-28. Mai 2025 in Berlin N2 - Additiv gefertigte Aluminium-Matrix-Composite (AMC)-Materialien bieten durch ihr geringes Gewicht und ihre hohe Festigkeit signifikante Vorteile, führen aber während des Schweißvorgangs zu Porenbildung die die Festigkeit beeinflussen. Im Rahmen der Förderbekanntmachung „WIR! – Wandel durch Innovation in der Region“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) wird im Teilvorhaben „Inline-Prozesskettenentwicklung zum Reparieren von AMC-Werkstoffen sowie Porendetektion mittels aktiver IR-Thermographie zur Prozessüberwachung“ eine Machbarkeitsstudie zur Nutzung der Lock-in-Thermographie (LIT) zur Defekterkennung in AMC-Schweißnähten durchgeführt. Ziel der Machbarkeitsstudie ist es, die Anwendbarkeit der LIT für die Inline-Prozessüberwachung dieses Werkstoffs zu bewerten, da dessen thermische und mechanische Eigenschaften, darunter eine thermische Diffusivität von etwa 8,6 * 1E-5 m²/s, besondere Herausforderungen für die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) darstellen. Die LIT, bei der eine modulierte Wärmequelle verwendet wird, erlaubt die Erkennung von ‚subsurface‘ Defekten durch die Analyse der thermischen Wellen. Es werden verschiedene Algorithmen eingesetzt, um die thermischen Daten zu analysieren und die thermische Empfindlichkeit der verwendeten Kamera zu simulieren. Neben den experimentellen Untersuchungen werden FEM-Simulationen genutzt, um optimale Betriebsparameter wie Modulationsfrequenz und notwendige Laserleistung zu bestimmen. So konnten bereits zuverlässig Defekte ab 2 mm Größe bis zu 1,5 mm Tiefe unter der Oberfläche detektiert werden. Die FE-Simulationsergebnisse zeigen zudem, dass durch Anpassungen der Anregungsfrequenz sowie weiterer Parameter wie Energieeintrag, Kamerasensitivität und Auswertemethoden auch kleinere, tiefer liegende Defekte erkannt werden können. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass die LIT auch für additiv gefertigte Metalllegierungen für die präzise Identifizierung verborgener Defekte einsetzbar ist und somit In-line zur Steigerung der Produktionssicherheit sowie der Produktqualität beitragen. KW - Zerstörungsfreie Prüfung KW - Lock-in-Thermographie KW - Defekterkennung KW - Aluminium-Matrix- Verbundwerkstoffe (AMC)-Schweißnaht KW - Numerische Simulation Y1 - 2025 U6 - https://doi.org/https://doi.org/10.58286/31221 SP - 1 EP - 10 PB - DGZfP CY - Berlin ER - TY - GEN A1 - Schacht, Ralph A1 - Majed, Jihed Ben A1 - Grün, Tobias A1 - May, Daniel A1 - Ras, Mohamad Abo A1 - Wunderle, Bernhard T1 - Integration of two-phase flow boiling in future power packages T2 - 2025 41st Semiconductor Thermal Measurement, Modeling & Management Symposium (SEMI-THERM) N2 - Flow boiling heat transfer is a topic that is of interest for the cooling of power electronics, highperformance computing in automotive applications, and other electronic packages with particularly high heat flux. Based on the investigations from [Schacht 2024], in which the effects on the high performance computing (HTC) with regard to the wetting behavior of de-ionised water (DI water) on silicon (SI) and gold (Au) surfaces during two-phase flow boiling were investigated, an initial design for the integration of two-phase cooling together with the power electronics in one housing (e.g. HPC or automotive) was introduced and the requirements for a controlled two-phase cooling system were discussed. In this paper, the use of a Glycol-DI water mixture instead of DI water as a coolant is experimentally investigated with regard to heat transfer performance. In addition, the influence of the surface properties of matte and polished silicon on the heat transfer coefficient performance is investigated. Glycol-DI-water mixture is used as a coolant in applications where ambient temperatures can be below 0°C (e.g. in the automotive industry) and which has no negative impact on global warming and is explosion-proof in useWith Glycol-DI-water mixture as coolant a maximum heat transfer coefficient HTC ~ 4.4 kW (m2K) at a volume flow rate of 𝒗􁈶 = 0.5 l/min (Tin = 60°C) with a maximum wall heat flux of 𝒒􁈶 𝒘𝒂𝒍𝒍 ~ 38 W/cm² and a wall temperature of Twall ~ 165°C could be achieved. An influence between matte and polished silicon surfaces on the heat transfer could not be determined. KW - Closed-loop two-phase flow boiling KW - Future application-oriented flow boiling cooler concept KW - HPC KW - Electronic power package Y1 - 2025 UR - https://ieeexplore.ieee.org/document/10970682 SN - 978-1-7355325-5-4 SP - 7 EP - 12 PB - IEEE CY - Piscataway, NJ ER -