Mi.1.A - Ultraschallprüfung III / 12.05.2010W.A.K. Deutsch, A. Erhard |
Mi.1.A.1
09:00
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Ergonomische und vollständige Prüfung von Rundnähten
M. Berke, Brühl
J. Büchler, Baker Hughes Digital Solutions, Hürth
J. Poirier, Zetec, Courtaboeuf, Frankreich
Kurzfassung:
Eine vollständige Volumenprüfung von Rundnähten mit TOFD und Phased Array, die Archivierung der Prü...
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Eine vollständige Volumenprüfung von Rundnähten mit TOFD und Phased Array, die Archivierung der Prüfdaten und eine umfangreiche, bildgebende Dokumentation wird so vergleichbar mit der Durchstrahlungsprüfung. Prüfzeiten, Kosten und Sicherheitsanforderungen (Strahlenschutz) lassen sich reduzieren. Die werkstückbezogene Darstellung von Schallverläufen (Ray Tracing) bietet einen sofortigen Lösungsansatz für die TOFD- und Phased Array-Prüftechnik. Die softwaregesteuerte Bedienoberfläche unterstützt den Prüfer bei der Prüfkopfauswahl, der Geräteeinstellung gemäß Prüfstandard und der Prüfungsdurchführung, die so den Prüfer entlastet und selbständige Eingriffe in die Gerätefunktionen minimiert. Die flexible Software erlaubt eine schnelle Erweiterung mit zukünftigen Prüfnormen, sowie die Berücksichtigung neuer Komponenten, z.B. Prüfköpfe. Die Architektur dieses neuen Prüfsystems für den mobilen Einsatz wird vorgestellt und erste Anwendungsergebnisse werden diskutiert.
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Mi.1.A.2
09:20
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Zweierlei Ultraschallverfahren zur zerstörungsfreien Messung der elastischen Anisotropie in faserverstärkten Polymerwerkstoffen
M. Rheinfurth, G. Busse, D. Döring, I. Solodov, Universität Stuttgart
Kurzfassung:
Faserverbundstrukturen kommen sowohl als Hochleistungswerkstoffe (z.B. Langfaserlaminate in Flugzeu...
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Faserverbundstrukturen kommen sowohl als Hochleistungswerkstoffe (z.B. Langfaserlaminate in Flugzeugbau und Sportgeräten) als auch als günstige Massenprodukte (spritzgegossene Thermoplaste mit Kurzglasfasern in Automobil-Karosserieteilen, Spielzeug, etc.) zum Einsatz. In allen Fällen verdanken sie ihre guten mechanischen Eigenschaften den eingebetteten Fasern. Sowohl die elastische Steifigkeit als auch die Festigkeit bei Belastung in einer gegebenen Richtung hängen dabei von der Orientierung der Fasern ab: die Werkstoffe sind im Allgemeinen anisotrop.
Die meisten Verfahren zur Analyse der Werkstoffanisotropie erfordern entweder eine Zerstörung des Bauteils zur Herstellung kleiner Proben oder sie verlassen sich auf spezielle Eigenschaften der Fasern (Leitfähigkeit, dielektrische Polarisation, etc.). Verfahren, die auf elastischen Wellen basieren, können direkt und zerstörungsfrei die elastischen Eigenschaften erfassen.
In diesem Vortrag werden zwei solche Verfahren vorgestellt: Elastische Doppelbrechung mit Ultraschall-Transversalwellen (eine Kontakttechnik) und berührungslose Untersuchungen mit luftgekoppelten Platten-Biegewellen. Es werden die Eigenschaften der Ansätze und der beteiligten Wellentypen theoretisch beleuchtet sowie ihre jeweiligen Vor- und Nachteile vorgestellt. Neben einigen Anwendungsbeispielen zu beiden Verfahren wird anhand eines Kohlenstofffaserlaminats dargelegt, dass sie aufgrund der verschiedenen Wellenmoden auf unterschiedliche elastische Eigenschaften ansprechen: Auf den statischen E-Modul (Zug/Druck) bei Transversalwellen und auf den Biegemodul bei niederfrequenten Plattenwellen. Eine Analyse der räumlich unterschiedlichen Beanspruchung durch die verschiedenen Wellenmoden gibt Hinweise auf die Möglichkeit einer tiefenaufgelösten Anisotropievermessung.
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Mi.1.A.3
09:40
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Prüfung von keramischen Turbinenbauteilen mit Luftultraschall
M. Goldammer, Siemens, München
W. Heinrich, Siemens, Berlin
Kurzfassung:
Die stetig steigenden Anforderungen an die Effizienz von Gasturbinen führen durch die nötigen höher...
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Die stetig steigenden Anforderungen an die Effizienz von Gasturbinen führen durch die nötigen höheren Gastemperaturen auch zu höheren Ansprüchen an Werkstoffe und Komponenten. Bereits heute ist der Einsatz von Keramik unverzichtbar geworden und ermöglichte erst die hohen Wirkungsgrade moderner Turbinen. Viele traditionelle ZfP-Verfahren lassen sich jedoch aufgrund der porösen Struktur der Materialien nicht einsetzen. Um die Qualitätsanforderungen an die Werkstoffe dennoch zu erreichen, stehen eine Reihe von Verfahren bereit, die ihre volle Stärke auch bei keramischen Verfahren ausspielen können.
Die Prüfung mit luftangekoppeltem Ultraschall wurde für die Verwendung von keramischen Hitzeschilden evaluiert. Die dabei auftretenden grundlegenden Hindernisse und die Optimierung der Bildaufbereitung werden dargestellt, ausgehend von grundlegenden Simulationen bis hin zur Aufbereitung als statistisch auswertbare Kenngrößen.
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Mi.1.A.4
10:00
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Ultraschallprüfung in der Elektronikfertigung - Ein neuer Markt?
S. Walter, TU Dresden
H. Heuer, Fraunhofer IKTS, Dresden
J. Bohm, A. Oettl, T. Zerna, TU Dresden
Kurzfassung:
Mit zunehmender Verkleinerung der Strukturgrößen und der damit einhergehenden höheren Integrationsd...
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Mit zunehmender Verkleinerung der Strukturgrößen und der damit einhergehenden höheren Integrationsdichte in der Halbleiterfertigung steigen die Anforderungen an die Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik. Die zerstörungsfreie Prüfung, während und nach dem Herstellungsprozess gewinnt neben einer anschließenden funktionellen und zumeist elektrischen Prüfung immer weiter an Bedeutung. Aufgrund des steigenden Einsatzes von flächig kontaktierten Bauelementen, einer steigenden Verwendung organischer Materialien sowie eingebetteter Komponenten werden zerstörungsfreie Volumenprüfverfahren wie Ultraschall unerlässlich.
Im Rahmen des vom BMBF geförderten ForMaT-Projektes beschäftigt sich das Teil-Projekt „inspect inline“ mit dem konkreten Bedarf an inlinefähiger und zerstörungsfreier Prüftechnik für die Elektronikfertigung. Eine national ausgeweitete Marktstudie, die in Kooperation zwischen dem IAVT der TU Dresden und dem Fraunhofer IZfP Dresden durchgeführt wurde, zeigt die Notwendigkeit und das Potenzial leistungsfähiger und zerstörungsfreier Prüfverfahren in der Elektronikfertigung. Bisher ist insbesondere die Ultraschallprüfung in der Elektronikfertigung eher unbekannt und wird hauptsächlich in der Forschung eingesetzt. Eine enge Zusammenarbeit mit der Industrie ermöglicht eine umfassende Darstellung zukünftiger Anwendungsgebiete und der Anforderungen an ein Prüfsystem.
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