Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Entwicklung und Qualifizierung einer rechnergestützten Auswertemethode zur Differenzierung der Versagensanteile klebtechnisch gefügter Proben

Jede geklebte Verbindung unterliegt strengen Restriktionen hinsichtlich der mechanischen Eigenschaften und des Versagensverhaltens. Die manuelle, optische Bewertung von Bruchbildern zerstörend geprüfter Klebverbindungen und die Einteilung in verschiedene Versagensarten, wird aktuell in Anlehnung an die DIN EN ISO 10365 vorgenommen und spielt bei der Charakterisierung der Verbindung eine ebenso wichtige Rolle, wie die erreichten Verbundfestigkeiten. Diese manuelle Beurteilung der Bruchbilder, anhand einer unzureichend definierten Vorgehensanweisung, impliziert eine sehr subjektive Abschätzung der Versagensanteile, welches eine hohe Streuung und begrenzte Reproduzierbarkeit zur Folge hat. Das übergeordnete Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist daher, die Entwicklung einer ganzheitlichen und branchenübergreifenden Analysemethode zur automatisierbaren Bewertung von Bruchbildern. Dazu soll sowohl anhand bestehender und systematisch generierter Bruchbilder, verschiedenster Werkstoff- und Klebstoffkombinationen, eine Systematik für ein bildbasiertes Auswertetool entwickelt werden, als auch ein Demonstrator für einen prozessintegrierten, automatisierten Einsatz realisiert werden. Darüber hinaus werden die wichtigsten Einflussfaktoren und Randbedingungen, hinsichtlich der Bildgenerierung und automatischen Klassifikation der Versagensarten berücksichtigt und charakterisiert.

Mit der Umsetzung dieses Forschungsvorhabens wird die Qualität und Effektivität der Bewertungsverfahren von Bruchbildern, durch die Realisierung einer objektiven, reproduzierbaren und einheitlich dokumentierten Methode, signifikant erhöht. Besonders KMU sind erstmals in der Lage aufgrund eines objektiven Bewertungsverfahrens, wissenschaftlich fundamentierte Aussagen über das Versagensverhalten treffen und diskutieren zu können. Dadurch wird ein möglicher Mehraufwand u.a. von zu wiederholenden Versuchen aufgrund uneinheitlich bewerteter Versagensverhalten von komplexen Bruchbildern vermieden.

Ergebniszusammenfassung:

Die Sicherheit und die Qualität einer Klebeverbindung wird durch zerstörende Prüfverfahren gegenüber den im Betrieb auftretenden Belastungen abgesichert und anhand von zwei wesentlichen Merkmalen bestimmt. Neben der erzielten Verbundsfestigkeit, wird das Versagensverhalten gemäß der Richtlinie DVS-3302 manuell bewertet und quantifiziert. Die entwickelte Methode zur automatisierbaren Bruchbildbewertung ermöglicht nicht nur Herstellen von Automobilen und deren Zulieferern, die in der Mehrzahl KMU sind, sondern auch Wirtschaftszweigen im Bereich der Informations- und Systemtechnik die Qualitätsprozesse zu steigern und neue Märkte zu erschließen. Der technologische Innovationsgehalt eines jeden Prozessschrittes ist sehr hoch und explizit aufeinander abgestimmt, um die spezifische Fragestellung zu erfüllen. Besonders hervorzuheben ist die signifikante Steigerung der Genauigkeit und Reproduzierbarkeit durch die pixelgenaue Zuordnung beider Bruchflächen mittels geometrischer Trasformation in Anlehnung an die industriell etablierte Richtlinie DVS-3302. Dadurch werden Unternehmen in die Lage versetzt, die Sicherheit, Effizienz und Objektivität in der klebtechnischen Prozesskette zu erhöhen und direkt auf die jeweiligen Produkte anzuwenden. Durch die rechnergestützte Auswertmethode wird die Bewertung reproduzierbarer und sicherer als bisher durchgeführt.