Thermographie und Shearographie im komplementären Einsatz

Neuartige, ambitionierte Verbundsysteme lassen neue Anforderungen an die Qualitätssicherung entstehen, die mit den Prüfverfahren Thermographie und Shearographie gelöst werden können. Aufgrund der Redundanz und der weitgehend komplementären Funktionsweise sowie Synergieeffekten beider Prüfverfahren zueinander, liegt in der Kombination beider Verfahren in einem Prüfsystem hohes Potenzial.

Die Methode der aktiven Thermographie beruht auf dem Prinzip, dass innerhalb eines Bauteils durch Inhomogenitäten aktivierte Wärmeflüsse ein von der fehlerfreien Umgebung abweichendes Temperaturfeld entwickeln, welches sich hochpräzise abbilden lässt. Mit der digitalen Shearographie können mechanisch oder thermisch aktivierte Verformungen durch die Erfassung von Weglängenänderungen reflektierter Laserstrahlen zwischen einem Objekt und einem Detektor flächenhaft ermittelt werden.

Eine Kombination beider Methoden liefert gleichzeitig Informationen zu  Wärmeflüssen und Verformungen und führt bei entsprechender Auswertung zu einem höheren Informationsgehalt hinsichtlich des Defektzustands eines Bauteils. Hierdurch können unter Ausnutzung der spezifischen Stärken der beiden Verfahren individuelle Unzulänglichkeiten der Einzelverfahren kompensiert werden. Mit der Kombination der beiden Prüfverfahren werden somit auf Grund der Verfahrensredundanz und komplementären Wirkungsweisen die Nachweiswahrscheinlichkeit und die Nachweissicherheit von Defekten erhöht.

Multisensorsysteme mit Thermographie und Shearographie können beispielsweise zur Untersuchung von Klebeverbindungen eingesetzt werden. Auch zur Qualitätsprüfung von Verbundwerkstoffen und Werkstoffverbunden sind die Systeme geeignet. Angesprochen sind daher Branchen wie Fahrzeugbau, Flugzeugbau, Leichtbau, Automobilzulieferer, Hersteller und Entwickler von Verbundwerkstoffen usw.

Erhöhung der Nachweissicherheit von Defekten durch Kombination von digitaler Shearographie und aktiver Thermographie
© Fraunhofer IPA

Erhöhung der Nachweissicherheit von Defekten durch Kombination von digitaler Shearographie und aktiver Thermographie (links mit Shearographie detektierte Defekte, rechts mit Thermographie detektierte Defekte)