Thermografie in der Werkstoffprüfung

Wer gekrümmte oder tordierte Bauteile aus Stahl und Aluminium herstellen möchte, der kann heutzutage auf das Biegeschmieden setzen. Mithilfe dieser Variante der inkrementellen Massivumformung lassen sich inzwischen Bauteile mit komplexen Geometrien fertigen.

Epoxidharzsysteme werden meist als Matrixmaterial in Faserverbundwerkstoffen eingesetzt. Bei vielfältigen Herstellungsprozessen wird das entsprechende Harzsystem im fließfähigen Zustand verarbeitet. Die Steifigkeit erhält der Werkstoff erst in einem anschließenden Aushärteprozess. Dieser ist durch eine exotherme chemische Reaktion mit ausgeprägter Temperaturabhängigkeit gekennzeichnet.

Neue Materialien mit genau gesteuerten optischen und thermischen Transporteigenschaften können einen großen Beitrag für ein ressourcenschonendes Wärmemanagement leisten. Diese Vision verfolgen Wissenschaftler der Universität Bayreuth. Sie nutzen die Infrarotthermografie, um die Wärmeleitfähigkeit in nano‐ und mesostrukturierten Polymermaterialien quantitativ zu bestimmen.

Diverse Schweißarbeiten im Stahlbau besitzen aktuell einen geringen Automatisierungsgrad, woraus ein hoher manueller Arbeitsanteil sowie eine personenabhängige Qualität resultieren. Im Rahmen des Verbundvorhaben 3dStahl wurde zur Automatisierung von Prozessen mit geringen Stückzahlen oder gar Einzelteilfertigungen ein 6-Achs-Roboter, ausgestattet mit einem Schweißgerät, kopfüber an einer raumüberspannenden Seilzug-Kinematik befestigt, um großvolumige Objekte (Schleusentore, Brücken) automatisiert zu fügen.

Die zunehmende Verknappung von geeigneten Standorten für Windkraftanlagen (WKA) und der gesellschaftliche Druck auf die ungezügelte Subventionierung der Errichtung erneuerbarer Energiequellen haben in jüngster Vergangenheit Aktivitäten ausgelöst, die eine Verbesserung des Wirkungsgrades der Rotorblätter von WKA zum Ziel haben.

Die Kombination von Messergebnissen aus der digitalen Bildkorrelation (ARAMIS, DIC) und Temperaturmessdaten von Infrarotkameras ermöglicht die gleichzeitige Analyse des thermischen und mechanischen Verhaltens von Prüfkörpern im Bereich der Material- und Bauteilprüfung.

Die Stromerzeugung mithilfe von Windenergieanlagen (WEA) nimmt weltweit zu. Diese Entwicklung geht mit einer steigenden Notwendigkeit von Tests der Produktzuverlässigkeit, Funktiona- lität und Lebensdauer von Teilsystemen solcher Anlagen, wie dem Antriebsstrang, einher.

Zerstörungsfreie Prüfmethoden gewinnen in der Industrie immer mehr an Bedeutung. Ein Grund dafür sind die im Vergleich zu anderen Prüfmethoden wesentlich geringeren Kosten. Als eine sehr elegante Methode ist die aktive Wärmefluss-Thermografie inzwischen als leistungsfähiges Verfahren der berührungslosen und zerstörungsfreien Prüfung von Erzeugnissen unterschiedlichster Fertigungstechnologien fest etabliert.

Gas- und Dampfturbinenkraftwerke der SIEMENS AG sind heute mehr denn je komplexe High-tech Produkte und jede einzelne Komponente ist unabdingbar. Stark beanspruchte Teile wie die Turbinenschaufeln werden daher mit modernster zerstörungsfreier Prüftechnik getestet, wie z. B. mit der Thermografie.

Die Spannungsänderungen bei einer Zugprobenmessung liefern Aussagen über die Werkstoffeigenschaften von Metallen, wie zum Beispiel deren Bruchfestigkeit. Mithilfe von Thermografiekameras können metallene Festkörper auf solche Spannungsänderungen geprüft werden.

Wie sieht die Energieversorgung der Zukunft aus? Mit dieser Frage beschäftigt sich das Max-Planck-Institut für Plasmaphysik (IPP) in Greifswald.