Fraunhofer IZFP

Das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP befasst sich mit den physikalischen Methoden der zerstörungsfreien Prüfung, der Charakterisierung von Werkstoffen und mit der Kontrolle und Überwachung von Fertigungsprozessen und Anlagenkomponenten.

Die Institutsergebnisse finden industrielle Anwendung, wenn Qualitätsnachweise bzw. sicherheitstechnische Nachweise gefordert werden. Die methodische Kompetenz umfasst die physikalischen Verfahrensgrundlagen, die Sensorik, den Gerätebau, Handhabungstechniken, Techniken zur Ergebnisbewertung und Dokumentation sowie die Qualifizierung und Validierung neuer Prüfanwendungen und Prüfgeräte einschließlich Gerätewartung, Schulung und Prüfdienstleistungen.

 

Aktive Partner des Fraunhofer IZFP in der Fraunhofer-Allianz Vision sind die Abteilungen Materialcharakterisierung, Fertigungsintegrierte ZfP, Zustandsüberwachung und Lebensdauermanagement, Elektronik für ZfP-Systeme sowie Komponenten-und Bauteilprüfung.

Die Abteilungen bieten im Rahmen der Fraunhofer Allianz Vision vor allem Lösungen basierend auf folgenden Verfahren:

  • Thermographie
  • Ultraschall
  • Mikrowellen
  • Röntgentechnik

Thermographie

Das Fraunhofer IZFP entwickelt und appliziert verschiedene Varianten thermischer Prüftechniken, die unterschiedliche physikalische Effekte zur Energieeinbringung (Aufheizung) und unterschiedliche Auswertetechniken nutzen. Gemeinsam ist immer eine Aufheizung des Prüfobjekts zum Zweck der Prüfung. Während der Aufheizung und im Anschluss daran wird die Temperaturverteilung der Oberfläche des Prüfobjekts mit einer Infrarotkamera zeitaufgelöst beobachtet (aktive dynamische Thermographie).

Anwendungsbeispiele

  • Schichtdickenmessungen von Lackierungen oder von Keramikbeschichtungen auf Turbinenschaufeln, Schichthaftung
  • Detektion von Mikrofehlern in Folienverbunden
  • Verborgene Schäden in Verbundwerkstoffen
  • Oberflächenfehlerdetektion in Umformteilen als Alternative zur Magnetpulverprüfung
  • Prüfung an Stahl-Langprodukten in Bewegung
  • Erkennung von unerwünschten Fremdphasen in Gussstahl
  • Rissdetektion in Keramik
  • Materialidentifikation und Unterdrückung von Emissivitätseinflüssen durch spektrale Auflösung

Ultraschall

Abbildende Ultraschalltechniken können bei guter Durchschallbarkeit von Werkstoffen Fehler im gesamten Volumen und an der Oberfläche nachweisen. Eine schnell arbeitende Variante ist das Sampling Phased Array, das durch eine neuartige Konzeption und eine schnelle Signalverarbeitung oft Bilder in Echtzeit liefern kann, wobei der Fehlerkontrast gegenüber klassischen Lösungen verbessert ist und Totzonen verringert werden.

Als weitere abbildende Ultraschalltechniken stehen zur Verfügung

  • Koppelmittelfrei arbeitender, elektromagnetisch angeregter Ultraschall (EMUS)
  • Hochfrequenz-Ultraschall 10-200 MHz
  • Luftgekoppelter Ultraschall
  • Akustische Mikroskopie bei 100-2000 MHz
  • Akustische Raster-Kraftmikroskopie
  • Photoakustische Mikroskopie

Mikrowellen

Mit Hilfe von Mikrowellen, also elektromagnetischen Wellen im Frequenzbereich zwischen ca. 1 GHz und 300 GHz, können die unterschiedlichsten nichtmetallischen Materialien und daraus hergestellte Bauteile zerstörungsfrei und berührungslos untersucht werden. Dies betrifft sowohl die Bestimmung von Materialeigenschaften (Dielektrizitätszahl, elektrische Leitfähigkeit und weitere damit korrelierte Eigenschaften) als auch die Detektion von Fehlern, z. B. Poren. Eine Bildgebung ist im Reflexions- oder Transmissionsmodus in der Weise möglich, dass das Prüfobjekt mit einer oder mehreren Mikrowellensensoren bzw. ihren Antennen abgerastert (gescannt) wird. Wird eine Antennengruppe (Array) eingesetzt, ist die Bildgebung in kurzer Zeit möglich.