Werkstoffprüfung

Terahertz-Wellen prüfen zerstörungsfrei

Anwendungsevaluierung für Prüfungen von Thermoplasten bis zu FVK-Bauteilen
Terahertz-Bildgebung an einer scheibenförmigen Kunststoffprobe aus Hochleistungspolymer.
Das Kunststoff-Zentrum SKZ startet zwei Evaluierungsstudien, um systematisch die möglichen Anwendungen von Terahertz-Wellen als Messmethode in der Kunststofftechnik zu untersuchen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen für Terahertz-Systemanbieter und die Kunststoff verarbeitende Industrie als Wegweiser für künftige Entwicklungen dienen.

Terahertz-Wellen durchdringen die meisten elektrischen Isolatoren und somit auch Kunststoffe gut. Wasser und elektrisch leitfähige Materialien hingegen werden nicht oder kaum durchstrahlt. Die Arbeit mit diesen nicht-ionisierenden und dadurch industriell einfach handhabbaren Terahertz-Wellen geschieht berührungslos. Auch Schäume und Bauteile mit Hohlräumen sind für diese elektromagnetischen Wellen im Gegensatz zu ihrem akustischen Pendant, den Ultraschallwellen, kein Hindernis. Daher sei die vergleichsweise junge Terahertz-Technologie für die zerstörungsfreie Prüfung (ZfP) von Kunststoffen prädestiniert.

Das Kunststoff-Zentrum SKZ nutzt bei den anstehenden Untersuchungen ihr Know-How in den beiden Disziplinen Kunststoff- und Terahertz-Technik. So könne am SKZ erstmals Terahertz-Messungen an Kunststoffschmelzen während des Verarbeitungsprozesses in einer semi-industriellen Umgebung realisiert werden. Derzeit wird mit institutionellen und industriellen Partnern beispielsweise an der Entwicklung eines Terahertz-Messsystems für die Inline-Ermittlung der Rohrwanddicke während der Extrusion gearbeitet.

Anzeige

Um die industrielle Anwendung der Terahertz-Technologie voranzutreiben, müssen die Wechselwirkungen von kunststoff- und bauteilspezifischen Eigenschaften mit dem Terahertz-Signal bekannt sein. Daraus lassen sich die Leistungsfähigkeit und Grenzen der Terahertz-Technologie evaluieren und die weitere Entwicklungsrichtung bestimmen. Mit dieser Absicht wurden Anfang 2012 zwei vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie über die AiF geförderte Projekte gestartet.

Eines der Vorhaben hat zum Ziel, die Eigenschaften von Thermoplasten im Terahertz-Frequenzbereich zu untersuchen. Durch methodische Tests an einem breiten Spektrum von unterschiedlichen Kunststoffen mit verschiedenen Eigenschaften soll evaluiert werden, welcher Terahertz-Systemtyp für welche Prüfanwendung geeignet ist. Zugleich sollen verbesserte Auswertemethoden entwickelt, erprobt und mit konventionellen Prüfverfahren verglichen werden. Hierbei sollen Reflexionsmessmethoden forciert werden, da dies wegen dem einseitigen Probenzugang die industriell präferierte Prüfanordnung ist.
Ein weiteres Projekt wird am SKZ in Kooperation zwischen der Messtechnik und dem Geschäftsfeld Composites am Standort Halle bearbeitet. Dabei soll ein vollelektronisches Terahertz-System zur zerstörungsfreien Prüfung von Faserverbundwerkstoffen eingesetzt werden. Diese Systeme bieten vor allem aufgrund ihrer Robustheit und Messgeschwindigkeit ein erhebliches Potenzial für industrielle Anwendungen. Faserverbundwerkstoffe ersetzen vermehrt konventionelle Werkstoffe und sind bereits in vielen Anwendungsbereichen zu finden. Mit Hilfe des Terahertz-Systems sollen unter anderem verschiedene Fehlerbilder und Bauteileigenschaften detektiert werden, da im Bereich der Faserverbundwerkstoffe noch signifikanter Bedarf an geeigneten Prüftechniken zur Qualitätsüberwachung und Fehlersuche besteht. Die Untersuchungen sollen vor allem auch an Freiformbauteilen praktiziert werden, um die Praxisrelevanz im Vergleich zu den bislang eher akademischen Untersuchungen mit streng planaren Proben zu erhöhen.

Das SKZ möchte damit einen Beitrag für die zielgerichtete Weiterentwicklung und den zweckvollen Einsatz dieser neuen Prüfmethode auch im Vergleich zu bereits etablierten Techniken leisten. Interessierte Industrieunternehmen können sich beim SKZ melden, um beispielsweise an den projektbegleitenden Ausschusssitzungen beider Vorhaben teilzunehmen.

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige

K-Industrie in Österreich

RECENDT GmbH

Die Research Center for Non-Destructive Testing GmbH (RECENDT) ist ein international anerkanntes Forschungszentrum für zerstörungsfreie Werkstoffprüfung und Materialcharakterisierung.

mehr...

Newsletter bestellen

Immer auf dem Laufenden mit dem Kunststoff Magazin Newsletter

Aktuelle Unternehmensnachrichten, Produktnews und Innovationen kostenfrei in Ihrer Mailbox.

AGB und Datenschutz gelesen und bestätigt.
Zur Startseite