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Im Labor für Ultraschallverfahren der BAM wurde ein Gerätesystem zum Betrieb von
linearen Strahlergruppen entwickelt, aufgebaut und erprobt. Es besteht aus einer
Geräteeinheit mit 64 Sende- und 64 Empfangskanälen, einem Steuerrechner mit
integriertem Transientenrekorder und wurde mit einem Linienarray mit 32 Elementen
und einer Frequenz von 17 MHz erprobt. Das Schallbündel einer Gruppe von 8 Elementen
kann per elektronischem Versatz über den Gesamtschwinger bewegt und
dabei gleichzeitig geschwenkt und fokussiert werden. Dabei konnten Wanddicke'n
von 0,5 mm sowie eine Anordnung von Flachbodenbohrungen mit 0,7 mm Durchmesser
mit großer Genauigkeit nachgewiesen werden. Mögliche Anwendungen sind
die Prüfung von Punktschweißverbindungen, die Korrosionsprüfung, die Prüfung von
Flugzeugkomponenten, die Schweißnahtprüfung.
Die Ultraschallmikroskopie von kleinen Bauteilen mit fokussierenden Prüfköpfen
ist seit Jahren gängige Praxis. Leider Ist sie für den Einsatz in der On-Line-
Qualitätskontrolle zu zeitaufwändig. Deshalb wurde an der Bundesanstalt für
Materialforschung und -prüfung (BAM) auf der Basis von Polyvinyliden-Fluorid
(PVDF) wurde eine fokussierende Wandlerzeile entwickelt Sie ist Teil eines Prüfgerätes,
das durch die Verbindung von mechanischer und elektronischer Steuerung
des Ultraschallfeldes hohe Abtastgeschwindigkeiten erreicht. Dadurch, können
die Prüfzeiten so stark reduziert werden, dass eine On-line-Nutzung möglich
wird.
Das Ultraschallfeld der Wandlerzeile wurde dreidimensional ausgemessen und
das Ergebnis mit einem numerischen Modell /1/ verglichen. Die Übereinstimmung
zwischen berechnetem und gemessenem Schallfeld war sehr gut. Eine
Optimierung der elektronischen Ansteuerung führte darüberhinaus zu einer
erheblichen Reduzierung der störenden Nebenmaxima. Die Mittenfrequenz der
Prüfimpulse liegt über 15 MHz und der Fokus des Prüfkopfes beträgt weniger als
0,5 mm im Durchmesser.
Mit dieser Wandlerzeile und der entsprechenden elektronischen Steuerung
wurde eine Aluminium-Schweißnaht untersucht, die vorher mit einem konventionellen
fokussierenden Prüfkopf abgetastet worden war. Beide Prüfergebnisse
zeigen die gleiche Strukturauflösung, so dass der Zeitgewinn uneingeschränkt
als Vorteil für die Wandlerzeile zu Buche schlägt.
Das Fließ-Härtungs-Verhalten von Duroplastformmassen wird gegenwärtig nur
unvollständig durch empirische Größen beschrieben. Diese ungenauen und
unsicheren Angaben können zu Schwierigkeiten bei der optimalen Einstellung
der Fertigungsmaschinen des Verarbeiters führen. Insbesondere Veränderungen
der Formmasseeigenschaften während des Transportes und der Lagerung stören
die Produktion. Das vorgestellte Messverfahren mit Ultraschall-sensoren ermöglicht
die schnelle und vollständige Erfassung des Fließ-Härtungs-Verhaltens, auch
während des technologischen Prozesses. Experimentelle Ergebnisse zu
Alterungs-erscheinungen dieser Formmassen illustrieren den Nutzen des
Verfahrens für Formmasse-produzenten und -verarbeiter.
In processing fibre-reinforced composites, the curing reaction can be significantly retarded if the temperature and reaction time are not optimally set. In such situations, complete curing is sometimes impossible under practically relevant conditions. It is difficult for processors to recognize or detect incomplete curing. The equilibrium glass transition temperature plays an important role in complete curing in the production process.
Vernetzen statt Verglasen
(2000)
In recent years eure monitoring with ultrasonic methods became more important. An on-line measurement System for industrial applications is presented in this paper. It operates in through-transmission and the measured parameters are the sound velocity and the attenuation of the sound wave. An objective of this paper is to establish the ränge of possible applications for an ultrasonic eure monitoring System.
The curing conditions play an important role in the quality assurance of composite products.
Especially as composite materials are widely used in high tech areas so that they are required to fulfil high quality Standards. Some problems which occur during curing, for instance undercuring, can hardly be detected using Standard NDT investigations, mainly because they are manifested only at high temperatures, particularly close to glass-rubber-transition. On-line eure monitoring has the outstanding advantage that it can monitor the material parameters even at the highest temperatures possible.
In recent years eure monitoring with ultrasonic methods has become more populär. In comparison to dielectric methods mechanical parameters are measured directly. The quantities to be measured are the velocity and the attenuation of the sound wave. On this basis the storage and loss modulus can be calculated. Depending on the form of excitation with longitudinal or transversal waves these moduli are referred to as long wave or shear modulus.
Well developed Computer based technology and sensor materials are available in the non-destructive testing (NDT) market. The measuring equipment employed a commercial NDT System, which worked computer-aided. With a special Software the demands of automatic Operation under industrial conditions was accomplished. This measurement equipment was tested on composites. Its structure, performance and some practical results will be presented in the following paper.