In diesem Forschungsprojekt wurde zunächst anhand einfacher Geometrien und Näpfe, die gradierte Zugproben Einschnürungen und Risse aufwiesen, ein geeignetes Prüfverfahren ausgewählt. Die eingesetzten Prüfverfahren waren: 3MA Messtechnik, blitzlichtangeregte Impulsthermographie, Thermographieuntersuchungen mit Laser-Scan und Elektromagnetischer Ultraschall. Hierbei stellte sich die EMUS-Prüftechnik als geeignetes Verfahren heraus, welches in weiteren Schritten optimiert und kalibriert wurde. Die Durchführung von Laborversuchen sowohl an Testbauteilen als auch an realen Bauteilen aus der Automobilindustrie waren Bestandteile dieser Untersuchungen. Die Versuchsdurchführung wurde in Laborversuchen an den beteiligten Instituten sowie in Praxisversuchen in industrieller Umgebung eines Projektpartners durchgeführt. Anhand dieser konnte nachgewiesen werden, dass mit der EMUS-Technik bei unterschiedlichen Realbauteilgeometrien, wie Radhäusern, verschiedenen Türinnenteilen und Heckklappen, Risse und Einschnürungen detektiert werden können. Auch Bauteile, die mit Schmierstoff benetzt waren, konnten geprüft werden. Eine Erkennung der Einschnürung von der Innen- und Außenseite des Bauteiles ist ebenso möglich wie die Erkennung von Einschnürungen, wenn ein Sensor von der Innenseite und ein Sensor an der Außenseite des Bauteiles angebracht ist. Des Weiteren ist auch eine Detektion an schwer zugänglichen Stellen möglich. Eine Riss- und Einschnürungsdetektion wurde mit einem Scan über die Oberfläche durchgeführt, hierbei konnten Fehlstellen in den Bauteilen erkannt werden. Zusätzlich wurden Untersuchungen mit Aluminiumbauteilen durchgeführt, bei denen die Fehlerdetektion ebenfalls erfolgreich verlief. Um den Scanbereich zu vergrößern ist auch der Einsatz von Sensorarrays denkbar. Elektromagnetischer Ultraschall eignet sich für die Riss- und Einschnürungsdetektion bei Bauteilen, bei denen die kritischen Versagensbereiche bekannt sind. Diese Bereiche sind durch die Simulationen der Bauteilgeometrien ersichtlich. Die kritischen Bereiche können mit der EMUS-Technik geprüft und kleinste Einschnürungen aufgespürt werden. In diesem Projekt wurde zur Visualisierung der Bauteilfehler ein Oszilloskop genutzt. Dieses kann im Serieneinsatz nach einer Kalibrierung des Verfahrens durch einfache Visualisierungshilfen ersetzt werden. Hierfür bietet sich ein Ampelsystem an, bei dem fehlerhafte Bauteile mit einer roten Warnleuchte und fehlerfreie Bauteile mit einem grünen Signal signalisiert werden. Hierfür muss der relevante Bereich einer Messung (der Bereich zwischen Sendesignal und Kantenecho) ausgewertet werden und bei einer Überschreitung eines Schwellenwertes der Amplitude, das zugeordnete Signal ausgegeben werden. Bisher entwickelte Systeme sind im Serienbetrieb nicht praxistauglich, da sie die Lage des Fehlers und die Taktzeit am Auslaufband nicht kompensieren können. Verschmutzungen und Vibrationen sind weitere wichtige zu betrachtende Fehlerquellen bei der Lösungsfindung. Zusammenfassend konnte ein robustes Verfahren, welches im Presswerk angewendet werden kann, entwickelt werden. Auf dessen Basis kann der sich anschließende Schritt zur Serienumsetzung erfolgen. Der Nachweis einer prinzipiellen Lösbarkeit dieser Prüfaufgabe ist erbracht worden.

    In the industrial manufacturing of deep-drawn sheet metal components, difficulties regarding the forming of constrictions and cracks are always a current topic. The requirements for sheet metal components are steadily increasing, especially in the automotive sector. Light weight aspirations lead to an increased use of optimized ductile materials and new steel materials featuring a high strength and a reduced sheet thickness. When combining these materials with today's press and tool technology, larger and more complex components can be manufactured. Upon forming components close to the process limit, problems of ran domly occurring cracks and constrictions arise which cannot be excluded in the future for technical reasons. The detection systems developed so far are not yet suitable for standard operations since they are unable to locate the defaults at high cycle times at the conveyor belt outlet. Fouling and vibrations are further important sources of error to be considered in the development of a new detection system. This research project will describe the selection of a suitable test method for the automatic detection of cracks and constrictions causing strength-relevant errors or material changes of sheet metal components in the production process. A robust method for the application in press plants has been developed and qualified, as a basis for the next step of standard implementation. A principal viability of this inspection task has been proved.


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    Titel :

    In-Prozess-Detektion von Rissen und Einschnürungen bei Blechbauteilen


    Beteiligte:
    Behrens, Bernd-Arno (Autor:in) / Moritz, Jörn (Autor:in) / Boller, Christian (Autor:in) / Wolter, Bernd (Autor:in)


    Erscheinungsdatum :

    2013


    Format / Umfang :

    70 Seiten, 64 Bilder, 6 Tabellen, Quellen



    Medientyp :

    Report


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch






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