Robotergestütztes Sensorsystem des Fraunhofer IZFP

Qualitätssicherung hybrider Bauteile

Intelligente Sensorsysteme sind von erheblicher Bedeutung um die Qualitätssicherung von Leichtbau-Komponenten zu gewährleisten: In vielen Industriebereichen kommen zunehmend zukunftsweisende Hybridbauweisen aus Faserverbundwerkstoffen und Leichtmetallen zum Einsatz. Wissenschaftler des Fraunhofer-Institut für Zerstörfreie Prüfverfahren IZFP präsentieren aktuell auf der 14. Internationalen Gießereifachmesse in Düsseldorf ein robotergestütztes Sensorsystem zur zerstörungsfreien Prüfung von Hybridguss-Bauteilen, welches sich ohne großen Aufwand zur Qualitätsüberwachung in Produktionsprozesse integrieren lassen soll (Halle 13, A34).

Qelle: Fraunhofer IZFP

Bei Verwendung zeitaufwändiger zerstörender Prüfverfahren zieht die Qualitätsprüfung durch die Beschädigung oder Zerstörung der Produkte enorme Kosten nach sich. Prozessstörungen werden aufgrund der auf Stichproben beschränkten Prüfung überdies oft erst erkannt, wenn bereits in erheblichem Umfang Ausschuss entstanden ist. Zerstörungsfreie Prüfverfahren sind daher eine Alternative und bei entsprechender Umsetzung langfristig auch ein Ersatz für zerstörende Verfahren. Das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren IZFP in Saarbrücken untersucht Komponenten oder Bauteile bereits während des Herstellungsprozesses, ohne das Material selbst zu beschädigen oder die Oberfläche und dessen Eigenschaften zu verändern.

Robotergestützte Wirbelstromprüfung von Hybridguss-Proben
Im Kontext von Industrie 4.0 ist der automatisierte Einsatz intelligenter zerstörungsfreier Sensorsysteme wesentlicher Bestandteil zur Sicherstellung der optimalen Produktqualität in der Fertigung: Das Fraunhofer IZFP demonstriert der diesjährigen GIFA ein robotergestütztes Sensorsystem zur Qualitätsüberwachung, welches sich schnell und einfach in Produktionsprozesse integrieren lassen soll. Die mögliche Anwendung solcher Systeme wird anhand einer robotergestützten Prüfung von Hybridguss-Proben demonstriert. Bei diesen handelt es sich um in Druckguss gefertigte Barren aus Aluminium, die durch einen Metalleinleger im Inneren verstärkt werden. Durch die robotergestützte Wirbelstromprüfung lassen sich Qualitätsmerkmale wie die Position oder die Unversehrtheit des Einlegers im Guss nachweisen.

Die Vorteile der roboterbasierten Prüfung mit Wirbelstrom gegenüber konventionellen Computertomographie-Prüfungen liegen in der unkomplizierten Prüfung mit deutlich weniger notwendigen Sicherheitsvorkehrungen sowie in der Bewertung von relevanten Qualitätsmerkmalen: Dies ist ressourcenschonend, reduziert Kosten und soll zur Stärkung der Wettbewerbsposition der Produzenten beitragen, so die eigenen Angaben.

Kognitive Sensorsysteme aus KI-Forschung
Im Zentrum der Tätigkeiten des Instituts steht die Entwicklung »kognitiver Sensorsysteme« für das zerstörungsfreie Monitoring industrieller Prozesse und Wertschöpfungsketten. Wesentliche Konzepte dieser Technologien sind der KI-Forschung entnommen. Neben reinen Produktionsprozessen stehen gleichrangig Prozesse aus Werkstoff- und Produktentwicklung, Wartung, Instandhaltung und Wiederverwertung von Werkstoffen im Fokus der FuE-Aktivitäten.