TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Hochaufgelöste thermografische Detektion eingeschlossener Defekte mit Hilfe von 2Dstrukturierten Beleuchtungsmustern N2 - Für die aktive Thermografie als zerstörungsfreie Prüfmethode galt lange Zeit die Faustformel, dass die Auflösung interner Defekte/Inhomogenitäten auf ein Verhältnis von Defekttiefe/Defektgröße ≤ 1 beschränkt ist. Die Ursache hierfür liegt in der diffusiven Natur der Wärmeleitung in Festkörpern. Sogenannte Super-Resolution-Ansätze erlauben seit Kurzem die Überwindung dieser physikalischen Grenze um ein Vielfaches. Damit ergibt sich die attraktive Möglichkeit die Thermografie von einem rein oberflächensensitiven Prüfverfahren hin zu einem Verfahren mit verbesserter Tiefenreichweite zu entwickeln. Wie weit diese Entwicklung getrieben werden kann, ist Gegenstand aktueller Forschung. Wir konnten bereits zeigen, dass diese klassische Grenze für 1D- und 2D Defektgeometrien mit Hilfe des Abscannens des Prüfkörpers mittels einzelner Laserspots und der anschließenden Anwendung von photothermischer Super-Resolution-Rekonstruktion überwunden werden kann. Bei dieser Methode wird eine Kombination aus sequenzieller räumlich strukturierter Beleuchtung und numerischen Optimierungsmethoden eingesetzt. Dies geschieht allerdings auf Kosten der experimentellen Komplexität, die zu einer langen Messdauer, großen Datensätzen und langwieriger numerischer Auswertung führt. In dieser Arbeit berichten wir über einen neuen experimentellen Ansatz, bei dem räumlich strukturierte 2D-Beleuchtungsmuster in Verbindung mit Compressed-Sensing und Computational-Imaging-Methoden verwendet werden, um die experimentelle Komplexität deutlich zu verringern und die Methode für die Untersuchung größerer Prüfflächen nutzbar zu machen. Der experimentelle Ansatz basiert dabei auf der wiederholten (blinden) photothermischen Anregung mit räumlich strukturierten 2D-Mustern unter Verwendung moderner Projektortechnik und eines Hochleistungslasers. In der anschließenden numerischen Rekonstruktion werden mehrere Messungen unter Ausnutzung der Joint-Sparsity der Defekte innerhalb des Prüfkörpers mittels nichtlinearer konvexer Optimierungsmethoden kombiniert. Als Ergebnis kann eine 2D-sparse Defekt-/Inhomogenitätskarte erstellt werden. T2 - DGZfP-Jahrestagung 2022 CY - Kassel, Germany DA - 23.05.2022 KW - Thermografie KW - Super resolution KW - NDT KW - ZfP KW - Eingeschlossene Defekte KW - Projektor PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-548945 SN - 978-3-947971-25-1 VL - 177 SP - 1 EP - 16 PB - Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung AN - OPUS4-54894 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Influence of the number of measurements on detecting internal defects using photothermal super resolution reconstruction with random pixel patterns N2 - In this work, the limits of using spatially structured heating combined with subsequent photothermal super resolution reconstruction for the thermographic detection and resolution of internal defects are investigated. The approach is based on the application of modern high-power laser projector technology, which is used to repeatedly project varying spatially structured 2D pixel patterns to photothermally heat the object under test. After processing the generated thermographic data using nonlinear convex optimisation in conjunction with exploiting the joint-sparse nature of the defect signals within the individual measurements, a high-resolution 2D-sparse defect/inhomogeneity map is obtained. The main focus of the investigation is set on the influence of the number of individual measurements on the achievable reconstruction quality. Using numerical simulations based on an analytical representation of the forward solution to the underlying inverse problem, the convergence rate over performed measurements of the achievable reconstruction quality is determined. Finally, all findings are experimentally validated by reconstructing a set of internal defects in an additively manufactured sample. In this work, it is shown that for a variety of different defect separation distances, the projection of 50 different pixel patterns allows for a good trade-off between experimental complexity and reconstruction quality. KW - Super resolution KW - Digital micromirror device KW - Digital light processing KW - Internal defects PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1080/17686733.2023.2223392 SN - 2116-7176 SP - 1 EP - 11 PB - Taylor & Francis AN - OPUS4-57778 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias ED - Maldague, X. T1 - Detection of internal defects applying photothermal super resolution reconstruction utilizing two-dimensional high-power random pixel patterns N2 - In this work, we report on our progress for investigating a new experimental approach for thermographic detection of internal defects by performing 2D photothermal super resolution reconstruction. We use modern high-power laser projector technology to repeatedly excite the sample surface photothermally with varying spatially structured 2D pixel patterns. In the subsequent (blind) numerical reconstruction, multiple measurements are combined by exploiting the joint-sparse nature of the defects within the specimen using nonlinear convex optimization methods. As a result, a 2D-sparse defect/inhomogeneity map can be obtained. Using such spatially structured heating combined with compressed sensing and computational imaging methods allows to significantly reduce the experimental complexity and to study larger test surfaces as compared to the one-dimensional approach reported earlier. T2 - Quantitative Infrared Thermography 2022 CY - Paris, France DA - 04.07.2022 KW - Thermography KW - Super resolution KW - NDT KW - inspection KW - Internal defects KW - DMD KW - DLP PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-577795 DO - https://doi.org/10.21611/qirt.2022.1005 SN - 2371-4085 SP - 1 EP - 7 PB - QIRT Council AN - OPUS4-57779 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robot-assisted infrared thermography for surface breaking crack detection on complex shaped components N2 - Infrared thermography using a focused (spot or line) beam has proved to be effective for detection of surface breaking cracks on planar samples. In this work, we use the same principle, but applied to complex shaped components, like a rail section, a gear, and a gas turbine blade. We use a six-axis robot arm to move the sample in front of our thermographic setup. Several scanning paths and thermographic parameters are explored: scanning speed, density of points in each scanning slice, laser power and camera frame-rate. Additionally, we explore semi-automatic evaluation algorithms for crack detection, as well as 2D-to-3D registration of the found indications. T2 - SPIE Future Sensing Technologies, 2023 CY - Yokohama, Japan DA - 18.04.2023 KW - Complex shaped component testing KW - Flying line thermography KW - Robot-assisted thermography KW - Crack detection KW - Robot path planning KW - 2D/3D thermographic registration PY - 2023 DO - https://doi.org/10.1117/12.2666757 VL - 12327 SP - 1 EP - 3 PB - SPIE Future Sensing Technologies AN - OPUS4-59867 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Rupprecht, C. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Nondestructive thermographic detection of internal defects using pixel-pattern based laser excitation and photothermal super resolution reconstruction N2 - In this work, we present a novel approach to photothermal super resolution based thermographic resolution of internal defects using two-dimensional pixel pattern-based active photothermal laser heating in conjunction with subsequent numerical reconstruction to achieve a high-resolution reconstruction of internal defect structures. With the proposed adoption of pixelated patterns generated using laser coupled high-power DLP projector technology the complexity for achieving true two-dimensional super resolution can be dramatically reduced taking a crucial step forward towards widespread practical viability. Furthermore, based on the latest developments in high-power DLP projectors, we present their first application for structured pulsed thermographic inspection of macroscopic metal samples. In addition, a forward solution to the underlying inverse problem is proposed along with an appropriate heuristic to find the regularization parameters necessary for the numerical inversion in a laboratory setting. This allows the generation of synthetic measurement data, opening the door for the application of machine learning based methods for future improvements towards full automation of the method. Finally, the proposed method is experimentally validated and shown to outperform several established conventional thermographic testing techniques while conservatively improving the required measurement times by a factor of 8 compared to currently available photothermal super resolution techniques. KW - Thermography KW - Super resolution KW - NDT KW - Inspection KW - Internal defects KW - DMD KW - DLP PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-570551 DO - https://doi.org/10.1038/s41598-023-30494-2 SN - 2045-2322 VL - 13 SP - 1 EP - 13 PB - Nature Research AN - OPUS4-57055 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel T1 - Roboterunterstütze Inspektion von stark gekrümmten Oberflächen mit Laserthermografie N2 - Zur Gewährleistung der Dauerhaftigkeit von Bauteilen sind regelmäßige Prüfungen notwendig. Für oberflächennahe Risse wurde bereits das Potenzial von Flying-Spot-Untersuchungen gezeigt, bei denen das Messfeld mit einem Laserpunkt, z.B. mittels eines Laserscanners, abgerastert wird. Eine Beschleunigung der Messung durch die Verwendung von Laserlinien ist möglich, wobei die Detektierbarkeit von Rissen u.a. von ihrer Ausrichtung zur Scanrichtung abhängt. Zudem können bei stark gekrümmten Oberflächen, wie z.B. denen von Turbinenschaufeln oder Maschinenteilen mit einem einzelnen stationären Messaufbau nur ein Teil der Oberfläche mit aktiver Thermografie auf Risse untersucht werden da die begrenzte Tiefenschärfe der optischen Systeme (Laser und Kamera)die mechanischen Nachführung innerhalb des Schärfentiefe-Bereichs erforderlich macht. Um eine vollständige Untersuchung der Oberfläche durchzuführen, sind daher mehrere Perspektiven notwendig. Die hier angewandte Laserthermografie erzeugt dabei die Relativbewegung durch die Manipulation des Prüfobjektes mit einem Roboterarm, welcher es erlaubt, komplexe Oberflächen abzuscannen. Es erfolgt ein systematisches Abfahren mit einer Laserlinie entlang zuvor geplanter Bahnen der gesamten erreichbaren Oberfläche. Da der Roboterarm das Prüfobjekt trägt, sind die eingesetzten Messsysteme unbeeinflusst. Die Bewegung des Prüfobjektes ist dabei mit vielen Freiheitsgraden möglich, was eine Optimierung für das Messproblem erlaubt. Es können unter anderem die Scangeschwindigkeit, Laserleistung, Laserspotgeometrie, Laserwellenlänge, Scanschema und Kamerabildrate variiert werden. Mithilfe der Positionsdaten des Roboterarms kann jedem Punkt auf dem Prüfkörper ein Temperaturverlauf zugeordnet werden, um einen ortsaufgelösten Temperaturverlauf zu erzeugen. Das Ziel ist es, die oberflächennahen Defekte zu detektieren und deren Position auf der Oberfläche des 3D Models positionsgenau darstellen zu können. In diesem Vortrag werden die Ergebnisse zur robotergestützten Thermografie an unterschiedlichsten Prüfkörpern vorgestellt. Vorteile gegenüber herkömmlichen Methoden werden erläutert und aktuelle Herausforderungen auf der Hard- und Softwareseite für den praktischen Einsatz diskutiert. T2 - Thermographie-Kolloquium 2022 CY - Saarbrücken, Germany DA - 28.09.2022 KW - Laserthermografie KW - Roboter KW - Risserkennung KW - Canny approach KW - Flying line thermography PY - 2022 AN - OPUS4-56545 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias A1 - Gurka, M. T1 - Application of the thermal shock response spectrum (TSRS) methodology to various forms of heat sources by pulse thermography and comparison by using a rotating line scan contour search algorithm N2 - In this paper, we propose a novel contour search algorithm (CSA) for image processing. Its efficacy is evaluated through a comparative analysis with established techniques such as Canny Edge and Snakes: Active contour models, utilizing infrared thermography (IRT) images. Based on the new CSA, we investigate the influence of different pulse shapes on the IRT post-processing methodology, particularly focusing on the thermal shock response spectrum (TSRS), using two different heat sources: xenon flash lamps and a laser. Moreover, this allows for a more precise quantitative comparison of the TSRS with existing IRT post-processing techniques, including pulse phase thermography and thermal signal reconstruction, concerning the detection of defects in composite materials, particularly in carbon fiber-reinforced polymer. A quantitative comparison was performed using the Tanimoto criterion and signal-to-noise ratio. A more detailed analysis is conducted to identify inherent limitations and potential benefits of the new TSRS methodology. We further investigate and experimentally confirm our previous finding on the qualitative correlation between the one-dimensional thermal N-layer model and test data from the TSRS optimization process for defect determination. This correlation can eliminate the time-consuming optimization step, making TSRS a more attractive alternative to common IRT methods and enhancing the quantitative description of defects. KW - Thermography KW - Non-destructive testing KW - NDT KW - Defect identification KW - Laser KW - Contour search PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-615056 DO - https://doi.org/10.1063/5.0232015 SN - 1089-7550 VL - 136 IS - 175101 SP - 1 EP - 20 PB - AIP Publishing AN - OPUS4-61505 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Gurka, M. T1 - Optimization of thermal shock response spectrum as infrared thermography post-processing methodology using Latin hypercube sampling and analytical thermal N-layer model N2 - In this work, we continue to develop and investigate the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) method as an alternative data processing method for infrared thermography (IRT). We focus on improving the current TSRS algorithm and present an optimization methodology for finding the optimal thermal Q-factor and characteristic frequency pair, which is based on the widely applied random sampling method. We show the qualitative relationship between the determined optimal characteristic frequency and the corresponding maximum difference in diffusion length between reference and defective models, as calculated by selecting a specific one-dimensional thermal N-layer model. The investigations were performed on an inhomogeneous plate made of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) with artificial square defects at different depths. Furthermore, two different heat sources were used: a xenon flash lamp and a laser. These sources are not only distinct by their underlying physics but also generate inherently different pulse shapes. To quantitatively estimate the contrast between defect and non-defect areas, and to compare these results with commonly used infrared thermography (IRT) data postprocessing methods such as Pulse Phase Thermography (PPT) and Thermographic Signal Reconstruction (TSR), the Tanimoto criterion (TC) and signal-to-noise ratio (SNR) were used. KW - infrared thermography KW - Composite materials KW - TSRS optimization KW - Defect identification KW - Heat source shape KW - N-layers model KW - Latin Hypercube Sampling PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-614283 DO - https://doi.org/10.1016/j.infrared.2024.105582 SN - 1350-4495 VL - 143 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-61428 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Kunji Purayil, Sruthi Krishna A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hassenstein, Christian A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robotergestützte 3D-Scans und Laserthermografie zur Prüfung an komplexen Bauteilen auf Risse N2 - Die Integration von Automation und Robotik in die Prüfprozesse ermöglicht die Untersuchung komplexer Bauteile. Diese Studie präsentiert die robotergestützte Laserthermografie, um Risse in solchen Bauteilen zu identifizieren und analysieren. Diese Technik ermöglicht die automatisierte Rissprüfung welche im Vergleich zur Farbeindringprüfung auf viele, meist manuelle, Arbeitsschritte sowie die notwendigen Chemikalien verzichtet. Zusätzlich wird ein automatisiertes Einscannen der Bauteile mithilfe eines Linienscanners vorgestellt. Dieser Schritt ermöglicht eine detaillierte 3D-Rekonstruktion der Bauteilgeometrie und ermöglicht eine einfache Korrektur von Abweichungen in der Bauteilaufnahme und eröffnet Möglichkeiten zur adaptiven Bahnplanung bei Bauteilverformungen. Die Rückprojektion der gefundenen Risse auf die Oberfläche des Bauteils kann automatisiert erfolgen. Dieser Schritt erlaubt nicht nur die Identifikation der Risse, sondern auch eine genauere Analyse ihrer Geometrie und Lage am Bauteil. Die Kombination von robotergestützter Laserthermografie, automatisiertem 3DScanning und Rückprojektion der Risse auf die Bauteiloberfläche eröffnet neue Möglichkeiten in der zerstörungsfreien Prüfung von komplexen Bauteilen und erweitert damit mögliche Anwendungsfelder. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2024 CY - Osnabrück, Germany DA - 06.05.2024 KW - ZFP4.0 KW - Automatisierung KW - Thermografie KW - Laser KW - Roboter PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-604811 UR - https://www.ndt.net/?id=29520 VL - 182 SP - 1 EP - 8 PB - NDT.net AN - OPUS4-60481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - INPR A1 - Yagdjian, H. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Gurka, M. T1 - Optimization of thermal shock response spectrum as infrared thermography post-processing methodology using Latin hypercube sampling and analytical thermal N-layer model N2 - In this work, we continue to develop and investigate the Thermal Shock Response Spectrum (TSRS) method as an alternative data processing method for infrared thermography (IRT). We focus on improving the current TSRS algorithm and present an optimization methodology for finding the optimal thermal Q-factor and characteristic frequency pair, which is based on the widely applied random sampling method. We show the qualitative relationship between the determined optimal characteristic frequency and the corresponding maximum difference in diffusion length between reference and defective models, as calculated by selecting a specific one-dimensional thermal N-layer model. The investigations were performed on an inhomogeneous plate made of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) with artificial square defects at different depths. Furthermore, two different heat sources were used: a xenon flash lamp and a laser. These sources are not only distinct by their underlying physics but also generate inherently different pulse shapes. To quantitatively estimate the contrast between defect and non-defect areas, and to compare these results with commonly used infrared thermography (IRT) data post-processing methods such as Pulse Phase Thermography (PPT) and Thermographic Signal Reconstruction (TSR), the Tanimoto criterion (TC) and signal-tonoise ratio (SNR) were used. KW - Infrared thermography KW - Composite materials KW - TSRS optimization KW - Defect identification KW - Heat source shape KW - N-layers model KW - Latin hypercube sampling PY - 2024 UR - https://ssrn.com/abstract=4910240 SP - 1 EP - 21 PB - Elsevier CY - New York, NY AN - OPUS4-60734 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Pech May, Nelson Wilbur A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Ziegler, Mathias T1 - Robot-assisted crack detection on complex shaped components using constant-speed scanning infrared thermography with laser line excitation N2 - Infrared thermography (IRT) using a focused laser is effective for surface defect detection. Nevertheless, testing complex‐shaped components remains a challenging task. The state‐of‐the‐art focuses on testing a limited region of interest rather than the full sample. Thus, detection and location of surface defects has been less researched. Most attempts require a manual scan of the full sample, which makes it hard to reconstruct the full scanned surface. Here, we introduce a reliable workflow for crack detection and semi‐automated inspection of complex‐shaped components using IRT excited with a laser line. A 6‐axis robot arm is used for moving the sample in front of the setup. This approach has been tested on a section of a rail and a gear, both containing defects due to heavy use. Crack detection is based on the segmentation of thermograms obtained by Fourier transform of sorted temperatures. Moreover, texture mapping is used to visualize a reconstructed thermogram on the 3D model of the sample. Our approach illustrates a reliable process towards the digitalization of thermographic testing. KW - Crack detection KW - Infrared thermography KW - Laser line excitation KW - Robot‐assisted KW - Texture mapping PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1002/appl.202400007 SN - 2702-4288 VL - 4 IS - 1 SP - 1 EP - 13 PB - John Wiley & Sons, Ltd AN - OPUS4-60910 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel T1 - Innovative Ansätze der automatisierten Laserthermografie in industrienaher Anwendung N2 - In den vergangenen Jahren wurden vielfältige Möglichkeiten erforscht, wie sich aktive Thermografie in Fertigungs- und Instandhaltungsprozesse integrieren lässt. Eine Umsetzung mit Hilfe eines Industrieroboters und eines fasergekoppelten Diodenlasers als Wärmequelle, sowie gekühlter Wärmebildkamera und weiterer Sensorik bietet viele Freiheiten, reale Problemstellungen unter vielfältigen Bedingungen zu bearbeiten. Anhand von zwei anwendungsnahen Projekten werden verschiedene Lösungsansatze und die damit einhergehenden Herausforderungen vorgestellt. Der erste Anwendungsfall ist die automatisierte Rissprüfung durch Linienscans, welche eine präzise Rissdetektion und -lokalisierung ermöglicht, ohne wie bei klassischer Eindringprüfung auf den Einsatz von Farbstoffen und Entwicklern angewiesen zu sein. Darüber hinaus wird im zweiten Anwendungsfall die Erkennung von Lunkern in Gussbauteilen unter Zuhilfenahme zeitlicher Formung der thermischen Signale vorgestellt, was die Sensitivität und Verlässlichkeit gegenüber klassischer Pulsanregung deutlich erhöht. Ein wesentlicher Beitrag der vorgestellten Arbeit besteht in den verwendeten Ansätzen zur Robotersteuerung und der Korrektur von Oberflächeninhomogenitäten, die die Analyse thermografischer Daten bisher erschwerten. Diese Korrekturmethoden steigern die Genauigkeit der Prüfung, insbesondere bei variierenden Materialeigenschaften. Durch die Integration dieser Technologien in ein vollständig robotergestütztes System wird eine hohe Wiederholbarkeit und Effizienz erreicht, die besonders für industrielle Anwendungen von Vorteil sind. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von aktiver Laserthermografie, intelligenter Signalverarbeitung und Robotik eine vielseitige und hochgradig automatisierbare Lösung für die zerstörungsfreie Prüfung darstellt. Die vorgestellte Methode ermöglicht eine präzise Erkennung und Bewertung von Materialfehlern, wie Rissen und Lunkern, selbst unter anspruchsvollen Prüfbedingungen. Diese Fortschritte tragen zur Optimierung von Qualitätssicherungsprozessen bei und eröffnen neue Möglichkeiten für den Einsatz in unterschiedlichsten Industriezweigen. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - Robotik KW - Laserthermografie KW - Emissionskorrektur KW - Multispektrale Bildverarbeitung KW - 3D-Bahnplanung KW - Automatisierte ZfP PY - 2025 AN - OPUS4-63250 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hirsch, Philipp Daniel T1 - Innovative Ansätze der automatisierten Laserthermografie in industrienaher Anwendung N2 - Die Kombination aus aktiver Thermografie und Robotik eröffnet neue Möglichkeiten für die automatisierte zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) komplexer Bauteilgeometrien. In einem modular aufgebauten Prüfsystem kommen ein Faserlaser zur gezielten thermischen Anregung, ein Industrieroboter zur präzisen Positionierung sowie eine gekühlte IR-Kamera und weitere Sensorik zur Datenerfassung zum Einsatz. Im Zentrum der entwickelten Methode stehen vier wesentliche Komponenten: Erstens ermöglicht der Robotereinsatz eine hochpräzise und wiederholbare thermografische Inspektion entlang frei definierbarer Prüfpfade. Zweitens wird mithilfe einer Ulbricht-Kugel die ortsaufgelöste Emissionsgradkorrektur nicht-homogener Oberflächen durchgeführt – ein entscheidender Schritt für die quantitative Auswertung thermischer Signale. Drittens erhöht die Kombination von Infrarot- und VIS-Bilddaten die Sensitivität der Defekterkennung, insbesondere bei der Erkennung von Kanten und Strukturen. Viertens erlaubt die Integration eines 3D-Scanners die automatisierte Bahnplanung auf Basis von Punktwolken. Dadurch lassen sich komplexe Prüfteile flexibel erfassen, ohne aufwendige Vorrichtungen oder manuelle Vorpositionierung. Zusätzlich ermöglicht der Vergleich mit der Sollgeometrie eine Detektion geometrischer Abweichungen oder Verformungen. Das Gesamtsystem erlaubt eine vollständig automatisierte, anpassbare und hochsensitive Prüfung verschiedenster Bauteile. Die vorgestellte Kombination aus robotergestützter Thermografie, Emissionskorrektur, multispektraler Bildverarbeitung und intelligenter Bahnplanung stellt eine vielversprechende Lösung für ZfP-Anwendungen im industriellen Umfeld dar. Die Ergebnisse unterstreichen das Potenzial dieser Technologie als vielseitig einsetzbares, skalierbares Prüfverfahren. T2 - Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP) 2025 CY - Berlin, Germany DA - 26.05.2025 KW - Robotik KW - Laserthermografie KW - Emissionskorrektur KW - Multispektrale Bildverarbeitung KW - 3D-Bahnplanung KW - Automatisierte ZfP PY - 2025 UR - https://www.ndt.net/?id=31260 AN - OPUS4-63249 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Sobczak, M. A1 - Lecompagnon, Julien A1 - Hirsch, Philipp Daniel A1 - Pieczonka, Ł. A1 - Ziegler, Mathias T1 - Impact damage characterization on CFRP parts using laser line scanning active thermography N2 - This study presents a dual-path data processing framework for the detection and characterization of barely visible impact damage (BVID) in carbon-fiber-reinforced polymer (CFRP) structures using laser line thermography (LLT). A robotic LLT system was used to scan impacted CFRP specimens, and the resulting thermal sequences were analyzed using two complementary methods: full thermogram reconstruction followed by Pulse Phase Thermography (PPT) to detect subsurface delaminations, and Time-Summed Gradient Filtering (TSGF) to enhance surface-breaking cracks. Both processing paths produced interpretable results that were fused into a unified combined image and overlay mask, enabling simultaneous visualization of different defect types from a single scan. Quantitative analysis was performed on the binary masks to extract defect dimensions and Signal-to-noise ratio (SNR) values. The results demonstrated that delaminations and multiple cracks could be accurately detected and spatially distinguished, with good agreement to reference methods such as flash thermography and vibrothermography. This work highlights the potential of LLT as a versatile and scalable inspection technique, where multimodal defect detection and segmentation can be achieved through targeted processing and data fusion strategies. KW - Active thermography KW - CFRP KW - Laser line scanning KW - Delamination KW - Cracks KW - BVID KW - NDT PY - 2026 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-654097 DO - https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2026.113425 SN - 1359-8368 VL - 313 SP - 1 EP - 9 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-65409 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -