| Der neue Stuttgarter Transferbereich ist aus dem ebenfalls an der
Universität Stuttgart angesiedelten SFB 381 „Charakterisierung des
Schädigungsverlaufes in Faserverbundwerkstoffen mittels zerstörungsfreier Prüfung“
enstanden. Ziel des Projektes ist es, Fehler in keramischen Bauteilen schneller und
empfindlicher als bisher erfassen und so mit dieser neuartigen
Qualitätssicherungsmöglichkeit den Praxiseinsatz sicherer machen.
Was ist Vibrometrie („Schwingungsmessung“)? Jeder
weiß, wie eine Porzellantasse klingt, wenn sie einen Riß hat. Den Unterschied zur
unbeschädigten hört man sofort. Hierbei wird die Schwingung durch Anschlagen erzeugt,
vom Ohr aufgenommen und mit dem im Gehirn durch Erfahrung abgespeicherten Klangmuster der
intakten Tasse verglichen und ausgewertet. Das ist die einfachste Form der Vibrometrie,
die allgemein die Aufgabe hat, Frequenzen zu erfassen und zu interpretieren.
Eine vergleichbare Aufgabenstellung gibt es auch im SFB 381:
Der Schädigungsverlauf von modernen Faserverbundwerkstoffen soll mittels Vibrometrie
verfolgt werden. Der Vorteil gegenüber Röntgen- und Ultraschallverfahren liegt darin,
daß man mit diesem „integralen“ Meßverfahren gewissermassen „auf einen
Schlag“ ohne zeitaufwendige Bildrasterung und Auswertung erfährt, ob ein Bauteil
Schaden genommen hat. Nur ist in diesem anspruchsvollen Fall das Ohr nicht der optimale
Analysator: Mit aufwendigen Geräten ersetzt man Finger, Ohr und Gehirn, wobei auch sehr
geringfügige Veränderungen des Klangspektrums erkannt und mit Schädigungen in
Zusammenhang gebracht werden. Besonders gut geht das dann, wenn die Schwingungen völlig
berührungslos erzeugt und erfaßt werden. Die Wissenschaftler der Abteilung
„Zerstörungsfreie Prüfung“ des Instituts für Kunststoffprüfung und
Kunststoffkunde (IKP) der Universität Stuttgart setzten dafür beispielsweise Laser ein:
Einen Laser, der die Schwingung (durch Intensitätsmodulation) erzeugt, und einen weiteren
für ihren Nachweis.
Eine gute Antwort kann zu mehr als einer einzigen Frage passen und so wurde am IKP die
Methode nicht nur für die Aufgaben im SFB 381 eingesetzt, sondern auch zur Untersuchung
keramischer Bauteile, wobei an diesem nur schwach dämpfenden Werkstoff die sehr hohe
Empfindlichkeit der Methode auffiel. Die positiven Ergebnisse führten zu der
Überzeugung, daß die winzigen Werkstoffdefekte (z.B. Poren, Körner...), die den
routinemäßigen Einsatz z.B. von mechanisch hochbelasteten Bauteilen oft behindern, mit
der hochaufgelösten berührungslosen Vibrometrie zu erkennen sein sollten, so daß
entsprechende Aussortierungen oder - besser noch - produktionsverbessernde Maßnahmen
möglich werden sollten. Für schnelle Prüfverfahren, die eine 100prozentige Kontrolle
erlauben, interessiert sich die Industrie, zumal erfolgreiche Keramikforschung im Ausland
(z.B. Japan) erheblichen Konkurrenzdruck ausübt.
Offizieller Start für den neuen TFB, in dem die Stuttgarter
Wissenschaftler mit den Firmen CeramTec und Polytec zusammenarbeiten, war am 1. August
1997. Die CeramTec AG ist der weltweit drittgrößte Hersteller von technischer Keramik,
Polytec ist weltweit führend als Vibrometerhersteller. Diese beiden Firmen finanzieren
beinahe die Hälfte des Projektes, dessen Gesamtvolumen etwa 1,2 Mio DM beträgt; die
andere Hälfte trägt die DFG. Die Mittel der DFG werden ausschließlich der Universität
Stuttgart zur Verfügung gestellt.
KONTAKT
Prof. Dr. Gerhard Busse, Institut für Kunststoffprüfung und Kunststoffkunde der
Universität Stuttgart, Pfaffenwaldring 32, 70569 Stuttgart, Tel. 0711/685-2626, -2627,
Fax 0711/685-2066
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