Hier erfahren Sie, wie wir eine maßgeschneiderte NDT-Lösung mit maximaler Wiederholgenauigkeit entwickelt haben.
Branche: mechanische Bearbeitung
Fehlerbild: Zunächst wurde mittels einer computertomographischen Untersuchung das detaillierte Fehlerbild geprüft. Das Rissbild sowie die Bruchflächenform deuten auf einen Ursprung der Fehler im Umformprozess hin, bei dem der sogenannte „Mannesmann-Effekt“ aufgetreten ist. Der Mannesmann-Effekt beschreibt innere Risse und Hohlräume entlang der Rotationsachse eines Körpers, wenn dieser unter Drehung und Druck verformt wird. Die Risse entstehen dabei nicht außen, sondern nur im Inneren des Materials, entlang der Längsachse.
Herausforderung: Die Herausforderung bestand nun darin, eine möglichst kostengünstige und gleichzeitig effektive Prüfmethode zu finden, um feine Innenrisse in den komplex geformten Bauteilen zuverlässig zu detektieren. Ziel war es, fehlerhafte Teile schnell und zuverlässig zu identifizieren und auszusortieren. Gleichzeitig sollte eine verlässliche Qualitätsprüfung direkt nach dem Umformprozess integriert werden, um zukünftige Fehlchargen frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden.
Vorgehensweise: Eine computertomografische Untersuchung schied aufgrund ihres hohen Aufwands und der hohen Kosten für große Serienstückzahlen aus. Die ebenfalls getestete, deutlich günstigere Wirbelstromprüfung, welche auch in Linie innerhalb der Produktion möglich gewesen wäre, konnte das spezifische Fehlerbild jedoch nicht eindeutig erkennen, sodass dieses Prüfverfahren leider auch nicht geeignet war. Somit blieb nur noch die Möglichkeit der Ultraschallprüfung (UT) übrig, wobei das Gefüge bei der Herstellung der Bauteile so deformiert war, dass kaum mehr klare Strukturen zur Prüfung vorhanden sind.
Prüfverfahren: Ultraschallprüfung in Tauchtechnik mit fokussierter Prüfkopfführung über die Rotationsachse
Technische Umsetzung: Um eine gleichmäßige und reproduzierbare Schallkopplung sicherzustellen, wurde die wassergekoppelte Tauchtechnik gewählt. Diese Methode gewährleistet eine konstante Schallübertragung zwischen Prüfkopf und Prüfteil, was für die zuverlässige Detektion feiner Innenrisse unerlässlich ist.
Zur Durchführung der Prüfung wurde eine maßgeschneiderte Vorrichtung entwickelt, mit der die Bauteile präzise auf ihrer Längsachse eingespannt werden können. Die Vorrichtung ermöglicht eine kontrollierte, gleichmäßige Rotation der Bauteile um die eigene Achse, wodurch eine systematische Prüfung entlang des Bauteils gewährleistet wird.
Die Prüfung erfolgte entlang der Bauteilachse, um eine vollständige Abdeckung des relevanten Bereichs zu gewährleisten. Für die Entwicklung kamen verschiedene Ultraschall-Prüfköpfe zum Einsatz, die hinsichtlich ihrer Eignung für die Detektion des spezifischen Fehlerbildes getestet und verglichen wurden.
Im Fokus der Untersuchung standen dabei ausschließlich der Bauteilbereich mit der höchsten Umformung, da sich dort die auffälligen Materialfehler befanden. Dieser gezielte Prüfbereich ermöglichte eine effektive und zeitsparende Fehleranalyse.
Ergebnis: Es wurde eine Prüfmethode entwickelt, die eine 100%ige Fehlererkennung ermöglicht.
Dazu wurde eine passende Prüfvorrichtung konzipiert, die eine schnelle und zuverlässige Qualitätskontrolle direkt nach dem Umformprozess erlaubt. Vor dem Start der Serienfertigung wird nun bei jeder Charge eine größere Stückzahl geprüft, um mögliche Qualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und fehlerhafte Chargen nicht erst in die Produktion gelangen zu lassen.
Haben Sie ähnliche Anforderungen an die zerstörungsfreie Prüfung sicherheitsrelevanter Bauteile? Sprechen Sie uns an – wir entwickeln für Sie eine passende Prüflösung.