TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Measurement of real temperatures in metal powder bed fusion: Hyperspectral thermography N2 - Detailed knowledge about the physics of the PBF-LB/M process is still lacking, and the simulation of the fast and small-scale process is challenging. Especially the experimental validation of complex simulations lacks a suitable measurement technique for temperature distributions at high speeds and spatial resolution. The complicated process physics, specifically the rapidly changing emissivity in and around the meltpool, pose a severe challenge for usual thermographic approaches. Here, we present first results of a hyperspectral measurement approach to reconstruct temperature and emissivity maps during the PBF-LB/M process in a custom manufacturing machine. The camera setup measures the thermal radiation of the process along a line at a rate of 20 kHz, spectrally resolved between 1 µm and 1.6 µm. When the meltpool travels perpendicularly across this line, a typical meltpool can be reconstructed by pointwise fitting for temperature emissivity separation, based on typical spectral emissivities from reference measurements. T2 - Lasers in Manufacturing Conference - LiM CY - Munich, Germany DA - 23.06.2025 KW - PBF-LB/M KW - In situ monitoring KW - Thermography KW - Additive Manufacturing KW - Process monitoring KW - Hyperspectral PY - 2025 AN - OPUS4-63564 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Thermography in laser powder bed fusion of metals: time over threshold as feasible feature in thermographic data N2 - Thermography is one on the most promising techniques for in-situ monitoring for metal additive manufacturing processes. The high process dynamics and the strong focus of the laser beam cause a very complex thermal history within the produced specimens, such as multiple heating cycles within single layer expositions. This complicates data interpretation, e.g., in terms of cooling rates. A quantity that is easily calculated is the time a specific area of the specimen is at a temperature above a chosen threshold value (TOT). Here, we discuss variations occurring in time-over-threshold-maps during manufacturing of a defect free cuboid specimen. T2 - 15th Quantitative InfraRed Thermography conference CY - Online meeting DA - 21.09.2020 KW - Additive Manufacturing KW - Process monitoring KW - Thermography KW - L-PBF KW - Time over threshold PY - 2020 AN - OPUS4-51630 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Altenburg, Simon T1 - Machine Learning and Thermography as Tools for Local Porosity Prediction in AM of Metals N2 - Quality assurance of metal additive manufacturing (PBF-LB/M) is still a challenge. Offering deep process insights, thermography is a well-suited monitoring technique. Here, we show how machine learning based on thermographic data enables a local part porosity prediction. T2 - Laser Applications Conference (LAC) CY - Prague, Czech Republic DA - 19.10.2025 KW - PBF-LB/M KW - In situ monitoring KW - Thermography KW - Additive Manufacturing KW - Process monitoring KW - Porosity prediction KW - Machine Learning KW - Feature extraction PY - 2025 AN - OPUS4-64669 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Averin, Anton T1 - Automated thermographic inspection of radioactive waste drums N2 - In Germany, more than 130,000 cubic meters of low- and medium-level radioactive waste, comprising approximately 90% of the nation’s total radioactive waste, are stored in 200-liter drums. These waste drums, housed in interim storage facilities, are subject to human visual inspections for outer corrosion, while the final disposal site, the Konrad mine, is scheduled for completion in 2030. Manual inspections introduce the risk of human error, making the process less reliable and less safe. The proposed study aims to automate these inspections by implementing remote and non-destructive testing (NDT) methods. The part of project specifically focuses on the application of infrared thermography to detect inner defects in the metallic drums, which could not have been detected so far using visual inspection alone. However, several challenges affect the accuracy of thermographic inspections, such as the presence of surface contaminants (scratches, dirt, stickers), multiple paint layers with low thermal conductivity, and barrel curvature, which disrupt heat distribution and obscure defect signals. This study explores the effectiveness of various thermographic heat sources—flash lamps and laser—as well as techniques including conventional pulse thermography (PT), lock-in thermography. It explores various thermal data processing methods as principal component thermography (PCT), pulse-phase thermography (PPT) and thermal signal reconstruction (TSR). Additionally, machine learning models were estimated to process thermographic images, effectively filtering artifacts (e.g. surface contaminants). The findings suggest that combining advanced thermography techniques with machine learning improves defect detection, ensuring more reliable and automated inspection processes for radioactive waste storage. T2 - SPIE Defense+Commercial Sensing- Thermosense: Thermal Infrared Applications XLVII CY - Orlando, FL, USA DA - 13.04.2025 KW - Infrared thermography KW - Automated inspection KW - Pulse-phase thermography KW - Principal component thermography KW - Thermal Data Processing KW - Laser thermography KW - Defect detection KW - Machine Learning PY - 2025 AN - OPUS4-63119 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Averin, Anton T1 - Detection of internal corrosion in drums for radioactive waste using thermographic methods N2 - In Deutschland lagern über 130.000 Kubikmeter schwach- und mittelradioaktiver Abfälle, davon etwa 90 % des gesamten radioaktiven Abfalls in 200-Liter-Fässern. Diese Fässer werden aktuell in Zwischenlagern aufbewahrt und dort, um die Sicherheit zu gewährleisten, manuell auf äußere Korrosion überprüft, während das vorgesehene Endlager, das Bergwerk Konrad, voraussichtlich erst bis 2030 fertiggestellt wird. Manuelle Inspektionen bergen jedoch das Risiko menschlicher Fehler, was die Zuverlässigkeit und Sicherheit des Prozesses beeinträchtigt und sind auf die Erkennung äußerlich sichtbarer Unregelmäßigkeiten beschränkt. Ziel des FORKA-geförderten Projektes „ZIKA“ ist es, diese Inspektionen durch eine vollautomatisierte zerstörungsfreie Prüfung (NDT) zu automatisieren. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf der Anwendung von aktiver Infrarotthermografie zur Erkennung innerer Defekte in Metallfässern, die mit visuellen Inspektionen nicht entdeckt werden können. Die Genauigkeit thermografischer Prüfung wird dabei durch Oberflächenkontaminationen (Kratzer, Schmutz, Aufkleber), Farbschichten mit geringer Wärmeleitfähigkeit und die Krümmung der Fässer, welche die Wärmeverteilung beeinflussen, beeinträchtigt. Die hier präsentierte Studie analysiert die Eignung von aktiver thermografischer Prüfung zur Detektion innenliegender Korrosion unter Zuhilfenahme verschiedener Wärmequellen – Blitzlampen, Induktionsgenerator, Laser –, sowie verschiedener Anregetechniken, wie Impulsthermografie, Lock-in-Thermografie und Puls-Kompression. Zudem werden auch Methoden zur Datenverarbeitung, darunter Hauptkomponententhermografie (PCT), Puls-Phasen-Thermografie (PPT) und thermische Signalrekonstruktion (TSR) evaluiert. Um Messrauschen und Artefakte in den thermografischen Bildern zu filtern, wurden maschinelle Lernmodelle entwickelt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination fortschrittlicher Thermografietechniken mit maschinellem Lernen die Defekterkennung verbessert und automatisierte, zuverlässigere Inspektionsprozesse für die Lagerung radioaktiver Abfälle ermöglicht. T2 - DGZFP Jahrestagung 2025 CY - Berlin, Deutschland DA - 26.05.2025 KW - Automatisierte Inspektion KW - Fehlererkennung KW - Infrarot-Thermografie KW - Laser-Thermografie KW - Maschinelles Lernen KW - Thermografie mit Hauptkomponentenanalyse KW - Pulsphasen-Thermografie KW - Thermische Datenverarbeitung PY - 2025 AN - OPUS4-63286 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska T1 - Acoustic emission of fibre reinforced AlSi12CuMgNi alloy under compression N2 - Typically, the near-eutectic Al-Si alloys consist of highly interconnected three-dimensional network of the eutectic Silicon (Si) and intermetallics embedded into Aluminium (Al) matrix. For further improvement of the mechanical properties of such alloys, often, one single ceramic reinforcement phase, e.g. silicon carbide (SiC) or aluminium oxide (Al2O3) in the form of fibres or particles is added. However, hybrid reinforcements (fibres and particles) can further improve wear resistance and fracture toughness, and additionally, reduce anisotropy of the material. The engineering of metal matrix composites (MMC) for specific application requirements benefits from a comprehensive knowledge of the failure behaviour. Therefore, damage evolution under compression was investigated on: - pure near-eutectic AlSi12CuMgNi matrix alloy - type I: matrix reinforced with random-planar oriented Al2O3 short fibres (15 vol.%) - type II: matrix reinforced with random-planar oriented Al2O3 short fibres (7 vol.%) and additional SiC particles (15 vol.%) The analysis of damage mechanism was carried out in two rather independent but complementary studies. First, selected sister samples of every material were exposed to quasi-static compression (traverse control). The compression tests were interrupted at different strain levels. Miniature cylinders with a diameter of 1mm were extracted from the pre-strained samples and investigated by synchrotron computed tomography (SX-µCT) with a spatial resolution of about 0.7 µm. For the pure matrix alloy, microcracks are confined to the intermetallic particles and to the eutectic Si, hence no damage was observed in the Aluminium. The composite type II revealed a more effective strain accumulation (less damage) than type I at low plastic strain (up to 5 %), but a more catastrophic damage development due to cracking of the SiC clusters at higher strain levels. The second approach to study the damage initiation and accumulation in the materials subjected to compressive load was Acoustic Emission (AE) analysis. In this case the in-situ monitoring of the acoustic emission signal was performed during compression tests on specimens with dimension of several mm. For all three material types, AE activity set at 2% strain. Differences in AE behaviour of the three materials was proven based on AE hitrate, signal peak amplitudes as well as weighted peak frequencies (WPF). Future work focuses on combination of AE and SX-µCT aiming for more detailed knowledge on damage mechanism of metal matrix composites. T2 - Schall21 CY - Online meeting DA - 24.02.2021 KW - AlSi12CuMgNi KW - Al-Si alloys KW - Acoustic emission KW - Tension PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-534268 UR - https://www.dgzfp.de/seminar/schall21 AN - OPUS4-53426 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska T1 - Der Verformungswiderstand im Holz und die Rolle der Holzstrahlen N2 - Von den Zellulosefibrillen über die Zellwand und die Anordnung der Früh- und Spätholzzellen in einem Jahrring bis hin zum Balken von Natur aus ist Holz ein optimierter Hochleistungswerkstoff, der Handwerker, Architekten, Ingenieure und Wissenschaftler fasziniert und begeistert. Im digitalen Zeitalter werden neben Standard-Laborexperimenten zunehmend Modelle und Simulationen eingesetzt, um das Verhalten des Materials unter verschiedenen Belastungen besser zu verstehen und vorherzusagen. Dazu werden Zahlenwerte von Verformungen im subzellulären Maßstab benötigt, die nun in Experimenten an der TOMCAT-Beamline (TOmographic Microscopy and Coherent rAdiology ExperimenTs) der SLS (Swiss Light Source) gewonnen werden konnten: Holzproben aus Fichte ( Picea abies Karst.) mit einem Prüfquerschnitt von mindestens 1 mm² auf Zug oder Druck beansprucht. Die strukturellen Veränderungen auf Zellebene wurden mittels Computertomographie erfasst. Für die nachträgliche Analyse der 3D-Mikrostruktur von Holz wurde ein Ansatz entwickelt, der es ermöglicht, einzelne Zellen, die in mehreren Tomogrammen unterschiedlicher Belastungszustände erfasst wurden, zu verfolgen. Dabei wurden die Zellgeometrien und das subzelluläre Deformationsverhalten quantifiziert. Unter Zugbelastung beispielsweise verengt sich die Zellwanddicke um ca. 0,8%, das sind bei der gemessenen mittleren Zellwanddicke von 3,5 µm ca. 28 nm. Diese und andere Erkenntnisse liefern nun einen direkten numerischen Zusammenhang zwischen Verformungen der Holzmikrostruktur und dem daraus resultierenden makroskopischen Verhalten. T2 - 5. Holzanatomisches Kolloquium CY - Dresden, Germany DA - 09.09.2021 KW - Holz KW - Wood materials KW - Individual cell tracking KW - Mikro CT PY - 2021 AN - OPUS4-53403 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska T1 - Charakterisierung von Salzbeton und alkali-aktivierten Material basierend auf der Schallemissionsanalyse N2 - Nach einer kurzen Einführung in die Schallemissionsprüfung und -Analyse wird ein Versuchsstand vorgestellt, der im Rahmen des Themenfeldprojektes Seal Waste Safe installiert wurde. Schwerpunkt des Vortrages sind die Schallemissionsmessungen an einem 150 l Demonstrator aus Salzbeton und einem weiteren aus alkali-aktiviertem Material. Neben der konventionellen Schallemissionsanaylse mit Aktivitäts- und Intensitätsparametern der Zeitsignale, werden auch frequenzbasierte Parameter zur Analyse andiskutiert. N2 - After a brief introduction to acoustic emission testing and analysis, an experimental test setup is presented, which was part of the Seal Waste Safe project (internal BAM project 2019-2022). Herein, the acoustic emission measurements of a 150 l demonstrator made of salt concrete and another one made of alkali-activated material are focused. In addition to the conventional acoustic emission analysis regarding the activity and intensity parameters of the detected time signals, also frequency-based parameters were discussed for analysis. T2 - Dauerhafte Verschlussbauwerke für Endlager CY - Online meeting DA - 14.2.2022 KW - Acoustic Emission KW - Schallemission KW - Salzbeton KW - Alkali aktiviertes Material KW - Geopolymer PY - 2022 AN - OPUS4-54937 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Baensch, Franziska T1 - Wenn es im Holz knackt. Über die Herausforderung, kritische Versagensvorgänge in Holzstrukturen mittels Schallemissionsanalyse zu identifizieren N2 - Um die Versagensabläufe über die verschiedenen Skalen im Holzwerkstoff verfolgen zu können, werden Zugversuche an Lagenhölzern mittels Schallemissionsmessung überwacht. Synchron erfolgen In-situ-Messungen mit Digitaler Bildkorrelation bzw. Synchrotron-Mikro-Computertomographie. Die Kombination aller Ergebnisse wie auch die Anwendung der frequenzbasierten Mustererkennung und die Simulation ausgewählter Versuche zielen auf die Identifizierung zugrunde liegender Mechanismen hin. Abschließend werden Ansätze für ein Monitoring von Holzstrukturen diskutiert. T2 - 419. Sitzung AK Berlin der DGZFP CY - Online meeting DA - 15.09.2020 KW - Acoustic Emission (AE) KW - Holzwerkstoffe KW - Mustererkennung KW - Monitoring Konzept PY - 2020 AN - OPUS4-51361 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bayerlein, Bernd T1 - Towards Interoperability: Digital Representation of a Material Specific Characterization Method N2 - Certain metallic materials gain better mechanical properties through controlled heat treatments. For example, in age-hardenable aluminum alloys, the strengthening mechanism is based on the controlled formation of nanometer sized precipitates, which represent obstacles to dislocation movement. Precise tuning of the material structure is critical for optimal mechanical behavior in the application. Therefore, analysis of the microstructure and especially the precipitates is essential to determine the ideal parameters for the interplay of material and heat treatment. Transmission electron microscopy (TEM) is utilized to identify precipitate types and orientations in a first step. Dark-field imaging (DF-TEM) is often used to image the precipitates and to quantify their relevant dimensions. The present work aims at the digital representation of this material-specific characterization method. Instead of a time-consuming, manual image analysis, an automatable, digital approach is demonstrated. Based on DF-TEM images of different precipitation states of a wrought aluminum alloy, a modularizable digital workflow for quantitative precipitation analysis is presented. The integration of this workflow into a data pipeline concept will also be discussed. Thus, by using ontologies, the raw image data, their respective contextual information, and the resulting output data from the quantitative precipitation analysis can be linked in a triplestore. Publishing the digital workflow and the ontologies will ensure the reproducibility of the data. In addition, the semantic structure enables data sharing and reuse for other applications and purposes, demonstrating interoperability. The presented work is part of two digitization initiatives, the Platform MaterialDigital (PMD, materialdigital.de) and Materials-open-Laboratory (Mat-o-Lab). T2 - MSE 2022 CY - Darmstadt, Germany DA - 27.09.2022 KW - Interoperability KW - Ontology KW - Precipitation Analysis PY - 2022 AN - OPUS4-55892 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -