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27.02.2019

Handscanner mit Terahertz-Technik

Mobile Prüfung im industriellen Umfeld

Ohne Weiteres einsatzbereit: handgehaltener Terahertz-Sensor für den mobilen Einsatz (© Fraunhofer ITWM)

In einigen Bereichen der industriellen Fertigung fehlen noch immer geeignete Mess- und Prüftechniken, um Prozesse und Qualität zu überwachen. Etablierte Verfahren wie Röntgen, Ultraschall, Thermographie, Wirbelstrom und viele andere stoßen insbesondere bei modernen faserverstärkten Kunststoffen oder Schäumen sowie Sandwich- und Hohlstrukturen an ihre Grenzen bei der Defekterkennung bzw. der Strukturuntersuchung.

So kann zum Beispiel Ultraschall bei der Rohrinspektion während der Fertigung direkt nach dem Extruder nicht eingesetzt werden; Gründe sind die hohe Temperatur des Werkstoffs und die plastische Seele im Rohrinneren.

Große Durchdringungstiefe bei elektrischen Isolatoren

Eine vergleichsweise neue und insbesondere im Kunststoffbereich äußerst vielversprechende und zerstörungsfreie Prüfmethode ist die Terahertz-Technik. Die elektromagnetischen Wellen zwischen 100 GHz und 10 THz (entsprechend einer Wellenlänge von 3 mm bis 30 µm) weisen eine gutes Durchdringungsvermögen von elektrischen Isolatoren wie z. B. Keramiken, Gläsern und Kunststoffen auf.

Die Terahertz-Messtechnik wurde in den letzten Jahren immer robuster und schneller, vor allem für industrielle Anwendungen. Gegenüber etablierten Prüfverfahren bietet sie eine Reihe von Vorteilen:

  • kein Ankopplungsmedium nötig
  • auch mit einseitigem Probenzugang sind Messungen möglich
  • Schäume, Hohlstrukturen, Faserverbundkunststoff-Sandwichstrukturen und gebrannte sowie grüne Keramiken sind prüfbar

Die Eindringtiefe in die Bauteile ermöglicht in den meisten Fällen die dreidimensionale Volumenprüfung auf Poren, Lunker, Delaminationen sowie die Abbildung innerer Strukturen.

Handscanner: Terahertz-Prüfung „to go"

Forschern am Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik in Kaiserslautern ist es nun gelungen, das Messverfahren mobil zu machen und damit ein vollständiges Terahertz-Prüfsystem in Form eines Handscanners zu entwickeln. Das Sensorgehäuse ist geschlossen, staubdicht und spritzwassergeschützt und kann daher in einer Fertigungsumgebung zerstörungsfrei prüfen. Durch einen im Rechner integrierten Touchscreen ist es nach Angaben der Wissenschaftler einfach zu bedienen.

Der Handscanner werde bereits für die Untersuchung stationärer Proben sowie an unterschiedlichen Prüfstellen in der Produktion eingesetzt, beispielsweise für die Qualitätskontrolle von Kunststoffrohren nach dem Schweißen. Da dies in der Regel außerhalb der Produktionshalle geschieht, ist ein mobiles Prüfsystem erforderlich.

Lokalisierung von Rohren und Kabeln in der Wand

Ein weiteres Beispiel ist die Untersuchung von Trockenbauwänden: Beim Bohren will man sichergehen, keine in der Wand verlegten Rohre oder Kabel zu treffen. Dabei ist nicht nur das Vorhandensein von Metall, Kunststoff sowie Strukturholz von Belang, sondern auch deren Lage – speziell die Tiefe – in der Wand. Der Handscanner detektiert jedes Material zuverlässig. (kk)

JEC World 2019: Halle 6, Stand H78

Weiterführende Information
  • JEC World 2019

    Fachmesse für Verbundwerkstoffe

    Die JEC World 2019 findet vom 12. bis 14. März 2018 in Paris statt. Sie ist eine der weltweit führenden Fachmessen der Verbundwerkstoffindustrie. Neben verschiedenen Anwendungsbereichen sollen 2019 auch nachhaltige Compsite-Lösungen im Fokus der Veranstaltung stehen.   mehr

  • 20.11.2018

    Komplexer Prozess, einfache Simulation

    Schaumbildung und -dichte in geschlossenen Formen berechnen

    Das Aufschäumen von Polyurethan ist ein komplexer Prozess. Wissenschaftler können diesen nun simulieren und das Material verlässlich charakterisieren. Das funktioniert auch, wenn Schäume mit Textilstrukturen kombiniert werden.   mehr

  • 18.10.2018

    Zerstörungsfreie Inline-Qualitätsüberwachung

    Trexel und Teratonics vereinbaren Distributionsvertrag

    Die Technologie wird von Trexel unter der Marke TrexelVision vermarktet und ermöglicht die Qualitätskontrolle von Dimensionen und internen Fehlern in Kunststoff-Spritzgussteilen.   mehr

  • Die Evolution der  zerstörungsfreien Prüfung
    Kunststoffe 09/2018, Seite 113 - 116

    Die Evolution der zerstörungsfreien Prüfung

    IT-Fortschritte erleichtern die produktionsbegleitende Prüfung

    Der Mensch hat im Laufe der Evolution seine Sinne geschärft. Die technische Entwicklung hat das Fachgebiet der zerstörungsfreien Prüfung...   mehr

  • Erschienen am 29.08.2012

    Zerstörungsfreies Prüfungen mit Terahertz-Wellen

    Von Thermoplasten bis zu faserverstärkten Sandwich-Bauteilen

    Terahertz-Wellen können die meisten elektrischen Isolatoren und somit auch Kunststoffe gut durchdringen. Auch Schäume und Bauteile mit...   mehr

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