Forschung
Das LAwave-Messsystem ermöglicht in dieser Ausführung die schnelle und zerstörungsfreie Charakterisierung von kleinen und mittelgroßen Bauteilen. - © Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS
22.04.2024

Der Klang der idealen Beschichtung

Der Klang der idealen Beschichtung

Schallwellen können auf Oberflächen Eigenschaften verraten. Parameter wie Beschichtungsqualität oder Oberflächengüte von Bauteilen lassen sich mit Laser und Sensor zerstörungsfrei analysieren. In der Forschung und in einigen Industrielaboren ist diese laserinduzierte Oberflächenwellen-Spektroskopie bereits eine erprobte Messtechnologie. Mit „LAwave“ präsentiert das Fraunhofer-Institut für Werkstoff- und Strahltechnik IWS in Dresden im April 2024 auf der internationalen Qualitätssicherungs-Fachmesse „Control“ die zweite Generation eines bedienungsfreundlichen Messgeräts, das den Durchbruch in die industrielle Praxis ermöglicht.

„Diese Technologie ermöglicht es uns, Schichten und Oberflächen zerstörungsfrei, schnell und sehr genau zu untersuchen“, erklärt Projektleiter Dr. Stefan Makowski, der am Fraunhofer IWS die Gruppe für Schichtcharakterisierung leitet. „Mit LAwave gehen wir nun den Schritt zur Anwendung in der Industrie.“ Konkrete Felder finden sich beispielsweise im Automobilbau, in der Oberflächenbeschichtung und in der Mikroelektronik. So kann die Oberflächenwellen-Spektroskopie zum Beispiel Risse und Poren an thermisch gespritzten Oberflächen bewerten, ohne das Bauteil zu zerstören, wie es bei der herkömmlichen Querschliffuntersuchung üblich ist. In der Halbleiterindustrie lässt sich der Abtrag von Störschichten auf Siliziumoberflächen untersuchen. Auch für die Qualitätskontrolle von PVD-Schichten, wie beispielsweise verschleißfeste und reibungsmindernde Schichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff auf Motorradketten und Motorenkomponenten, eignet sich die LAwave-Technologie.

Die eigens entwickelte Software mit ihrer intuitiven Benutzeroberfläche steuert die Messung und ermöglicht eine reproduzierbare und automatisierte Auswertung anhand eines definierbaren Messrezepts. - © Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS
Die eigens entwickelte Software mit ihrer intuitiven Benutzeroberfläche steuert die Messung und ermöglicht eine reproduzierbare und automatisierte Auswertung anhand eines definierbaren Messrezepts. © Jürgen Jeibmann/Fraunhofer IWS
Potenzial für Umwelt und Gesundheit

Großes Potenzial für den Schutz von Umwelt und Gesundheit eröffnet die LAwavegestützte Analyse von Bremsscheiben der neuesten Generationen: Die Fahrzeugindustrie geht schrittweise dazu über, die Stahlscheiben mit speziellen Schichten aus Hartmetall, Keramik oder anderen Materialien zu überziehen, um Abrieb und Korrosion zu mindern. Einerseits soll dies dafür sorgen, dass KFZ und Motorräder die immer strengeren Feinstaubgrenzwerte im EU-Raum erfüllen. Anderseits beugen die Hersteller damit einem ungewollten Folgeeffekt des Umstiegs auf Elektroantriebe vor: Elektrische Fahrzeuge setzen oft nur die Motorbremse ein, um per Rekuperation ihre Batterien wieder aufzuladen. Die herkömmlichen Radbremsen nutzen sie seltener – und diese rosten dadurch schneller. Beide Probleme lassen sich durch die erwähnten Zusatzschichten stark mindern, allerdings noch nicht zerstörungsfrei prüfen. Dabei hilft
LAwave.

Fortlaufende Entwicklung und Verbesserung

Frühe Anlagen dieser Art erforderten eine komplizierte Auswertung und wurden meist nur von spezialisierten Wissenschaftlern bedient. In den letzten 20 Jahren fanden sie vor allem für Forschungsprojekte in Universitäten und außeruniversitären Instituten ihre Anwendung. Doch seither hat das Fraunhofer IWS die Technik und Software stetig weiterentwickelt, verbessert und das Design gemeinsam mit Partnern bedienungsfreundlicher gestaltet. Dazu trug eine Kooperation zwischen dem Fraunhofer IWS und der Professur für Technisches Design an der Technischen Universität Dresden (TUD) bei.

Das Fraunhofer IWS entwickelt aktuell weitere technologische Verbesserungen, die LAwave neue Anwendungsfelder erschließen. Beispielsweise kann künstliche Intelligenz die Analysequalität noch einmal deutlich verbessern. Außerdem steht ein mobiler LAwave-Messkopf auf der Agenda. Er soll die Oberflächenanalyse innenbeschichteter Rohre oder Walzen sowie anderer besonders schwerer, großer oder komplex geformter Maschinenkomponenten ermöglichen, die sich nicht in ein Standgerät einspannen
lassen.

Zu sehen ist das aktuelle LAwave-Messgerät vom 23. bis 26. April 2024 auf der „Control“ am Stand 8201 in Halle 8 der Messe Stuttgart.

(Quelle: Presseinformation des Fraunhofer-Institits für Werkstoff- und Strahltechnik IWS)

Schlagworte

AutomobilbauLasertechnologienMikroelektronikOberflächenanalyseOberflächenanalytikOberflächenbeschichtungQualitätsprüfungQualitätssicherung

Verwandte Artikel

Windenergieanlagen werden von TÜV SÜD mit KI-gestützten Drohnen effizienter inspiziert.
14.11.2024

Effizientere Prüfung von Windenergieanlagen mit Industrial Drone Inspections IDIAI

TÜV SÜD setzt auf KI und den Einsatz von Drohnen, um visuelle Inspektionen von Windenergieanlagen effizienter zu machen.

Drohnentechnologie Inspektion KI Qualitätssicherung Windenergie
Mehr erfahren
SEAT (Daniel Cortina) und Hexagon (Josh Weiss) beschließen Partnerschaft.
31.10.2024

Beschleunigte Fertigungseffizienz und Industrialisierung neuer Autos

Hexagon hat seine Zusammenarbeit mit dem Automobilhersteller SEAT S.A. ausgeweitet, die auf einer 25-jährigen Partnerschaft mit der Abteilung Manufacturing Intelligence b...

Automobilindustrie Digitalisierung Fertigungsprozesse Prozesssimulation Prüfprozesse Prüftechnik Qualitätssicherung Sensorik Simulation Software
Mehr erfahren
Laser-Thermografie-Prüfkopf mit variabler Optik zur Prüfung von Laser-Schweißnähten und für Beschichtungsprüfungen in automatisierten Anwendungen.
10.10.2024

edevis feiert 20-jähriges Firmenjubiläum

edevis feiert sein 20-jährigers Bestehen. Seit der Gründung hat sich das Unternehmen zu einer festen Größe im Bereich der bildgebenden, zerstörungsfreien Materialprüfung...

Bildgebung Prüfanlagen Prüfgeräte Prüftechnik Qualitätssicherung Thermografie Zerstörungsfreie Prüfung
Mehr erfahren
„Die Lasertechnologie bietet uns die Möglichkeit, die Herausforderungen der Wasserstoffwirtschaft auf eine nachhaltige und effiziente Weise zu meistern“, erklärte Dr. Alexander Olowinsky, Leiter der Abteilung Fügen und Trennen am Fraunhofer ILT und Gastgeber des LKH2.
05.10.2024

Laser-Technologien für die Zukunft der Wasserstoffwirtschaft

Beim 5. Laser Colloquium Hydrogen 2024 – LKH2 lag der Fokus auf der Fertigung von metallischen Bipolarplatten, der Prozessüberwachung und der Funktionalisierung von Oberf...

Bipolarplatten Diodenlaser Lasertechnologien Oberflächenbehandlung Oberflächenfunktionalisierung Prozessüberwachung Ultrakurzpulslaser Wasserstoff Wasserstoffwirtschaft
Mehr erfahren
Die Qualität der Schweißnaht kann anhand des kurzen Schweißmoments beurteilt werden. Das Fraunhofer IDMT sucht in diesem Projekt nach der besten akustischen Sensorik, um die akustische Beurteilung zu automatisieren und eine Prozessüberwachung zu ermöglichen.
29.09.2024

KI für fehlerfreie Bolzenschweißverbindungen

Für mehr Sicherheit durch fehlerfrei geschweißte Bolzenverbindungen wurde das Forschungsprojekt QualiBolS gestartet, indem ein auf KI basierendes akustisches Überwachungs...

Bolzenschweißen KI Qualitätssicherung Schweißnähte Schweißtechnik Schweißverbindungen
Mehr erfahren