Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Rissdetektion mittels Schallemission in der Anwendung an Bauteilen der Federindustrie

Die technischen Anforderungen an Produktionsqualität sowie die Ansprüche zur Qualitätssicherheit verschiedener Bauteile steigen im Bereich der Federnindustrie stetig bei kontinuierlich wachsender Geschwindigkeit des Volumens der Federnproduktion. Qualitätskontrolle erfolgt erst als Eingangskontrolle (pre-process) und abschließend im post-process Prüfverfahren - zerstörend und/oder non-destruktiv. Oft werden besonders kritische Federn (mit sehr hohen Drahtfestigkeiten, kleinem Wickelverhältnis bei hohen Drahtdurchmessern) definiert. Diese Federn werden normalerweise nach der Herstellung in einem zerstörenden, zeit- und kostenintensiven Schwingversuch geprüft. Gesamtziel des Projektes ist die Behebung des Problems der fehlenden zerstörungsfreien in-process Qualitätskontrolle hinsichtlich der Materialqualität, der Rissentstehung sowie des Risswachstums bereits während der Federnerstellung mit Hilfe der Schallemissions-(SE)-Analytik. Die Arbeitshypothese ist die Festlegung, dass die bei Risswachstum erzeugte Schallfrequenz in Relation zum Schädigungsmechanismus steht. Das wissenschaftliche Projektziel besteht im Untermauern dieser Arbeitshypothese durch statistisch geplante Laborversuche mit verschiedenen Einflussparametern u. in der eindeutigen Zuordnung der in-situ detektierten SE-Signale den entsprechenden Werkstoffantworten während der industriellen Serienfertigung von Federn durch die Entwicklung geeigneter Analyseketten in der anlagenspezifischen Software. Darüber hinaus lässt das Erkennen des Risswachstumsverhaltens Rückschlüsse zu, bei welchem Prozess eine unerwünschte Änderung des Gefügezustands erfolgte, ohne zeit- und kostenaufwendige Untersuchungen durchzuführen. Zu Projektende ist ein Leitfaden zur Anwendung des SE-Messverfahrens zu erstellen. Zu den Nutzern gehören vor allem KMU der Federnindustrie, die ihre Wettbewerbsfähigkeit, Produktionseffizienz und Innovationspotential durch wesentliche Erhöhung der Qualitätssicherheit von Produkten stark verbessert.