Verringerung des CO2-Fußabdrucks

Innovatives Ultraschall-Detektionsverfahren findet Lunker in aufgeschäumten Sandwichelementen

26.06.2024 von

Wissenschaftler am Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik an der TU Darmstadt haben in Zusammenarbeit mit der Inoson GmbH eine neuartige zerstörungsfreie Prüfmethode entwickelt, die luftgekoppelte Lamb-Wellen zum Aufspüren von Lunkern in Sandwichpaneelen verwendet. Die Forschung wird gefördert vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimapolitik.

Schaumgefüllte Sandwichpaneele werden aufgrund ihrer leichten und kostengünstigen Eigenschaften häufig im Bauwesen eingesetzt. Sie sind jedoch anfällig für Lufteinschlüsse während der Herstellung, sogenannte Lunker, die sich zu Blasen auswachsen und die strukturelle Integrität beeinträchtigen können. Die Forschung der Darmstädter Wissenschaftler:innen konzentriert sich auf das frühzeitige Erkennen dieser Hohlräume, um die Langlebigkeit und Sicherheit dieser Materialien zu gewährleisten.

Das Team hat eine Ultraschallprüftechnik entwickelt, die mit luftgekoppelten Lamb-Wellen arbeitet. Diese Methode ermöglicht das berührungslose Erkennen von internen Lunkern. Getestet wurden zwei Aufbauten mit Frequenzen von 40 kHz und 200 kHz. Die 40-kHz-Einrichtung dringt bis zu 14 mm in den Schaumstoff ein, während die 200-kHz-Einrichtung nur 2,5 mm tief eindringt, aber einen besseren Kontrast bei der Fehlererkennung bietet.

Diese berührungslose Methode bietet ein großes Potenzial für die Integration in Produktionslinien und verbessert die Qualitätskontrolle und Effizienz bei der Herstellung von Sandwichplatten. Die Ergebnisse ebnen den Weg für ein schnelleres und genaueres Erkennen von Luftporen, was die Kosteneffizienz verbessert und den C02-Fingerabdruck entscheidend verringert.

Veröffentlichung und Förderung

Die Ergebnisse der Forschung wurden im IEEE Open Journal of Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control unter dem Titel „Air-coupled Lamb Wave Testing of Buried Air-voids in Foam-filled Sandwich Panels“ veröffentlicht. Gefördert wurde die Forschung vom Technologietransferprogramm „TTP Leichtbau“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimapolitik (Förderkennzeichen: 03LB3029; Ressourceneffiziente Sandwichelemente durch zerstörungsfreies Monitoring für den Leichtbau).

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