Untersuchungen von Fügenähten mittels akustischer und mechanischer Prüfverfahren zur Ermittlung von Geräteparametern

Kunststoffe sind Gegenstand einer Reihe von Prüfverfahren, die verschiedene spezifische Werkstoffeigenschaften für den Nachweis von nicht zugänglichen Geometrien, inneren Grenzflächen, Füllstoffen, Verstärkungen und Strukturveränderungen ausnutzen. Dabei kommt vor allem aus wirtschaftlichen Gründen der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) eine besondere Bedeutung zu. Im Gegensatz zu anderen eingeführten ZfP-Verfahren weist die Ultraschallprüfung erhebliche Vorteile auf, die vor allem durch ihre messtechnischen Einsatzmöglichkeiten, aber auch sicherheitstechnisch und wirtschaftlich begründet sind. Die Ultraschalltechnik wird allerdings bei Kunststoffbauteilen im Vergleich zu anderen Prüfverfahren kaum eingesetzt, weil noch erhebliche Defizite in der Adaption der Ultraschallwandler an die Kunststoffe und der Anpassung der Messtechnik an kunststoffspezifische Belange sowie in der Interpretation der Messergebnisse bestehen. Grundsätzlich ist die hohe Schalldämpfung in Kunststoffen für die Vorbehalte der Prüfingenieure gegenüber der Anwendung der Ultraschalltechnik an diesen Werkstoffen verantwortlich. Bei Kunststoffen mit Füllstoffen bzw. Verstärkungen kommt die Schallstreuung und die Anisotropie der akustischen Eigenschaften hinzu, welche die Auswerteproblematik durch den geringen Signal-Rausch-Abstand (Gras) forciert. Allerdings ist in einigen Fällen bei Nutzung extensiver Auswertemethoden die Bestimmung größerer Wanddicken möglich, wie in eigenen Arbeiten nachgewiesen wurde. Die kurz dargestellten Schwierigkeiten bei der Anwendung der Ultraschalltechnik insbesondere auf Kunststofffügenähte begründen die Notwendigkeit einer interdisziplinären Herangehensweise in Kooperation mit entsprechend ausgerichteten Industriepartnern. Dabei ist die Zielstellung der Polymer Service GmbH Merseburg (PSM) die weitere Verbesserung des wissenschaftlich-technischen Know-hows für die zerstörungsfreie Kunststoffprüfung und Schadensdiagnostik sowie die Erweiterung der prüftechnischen Möglichkeiten auf dem Gebiet der Ultraschallverfahren für Forschung und Dienstleistung. Speziell wird die Aufstellung als Schnittstellenpartner zwischen Hochschule und Industrie für besondere Bauteilprüfungen mit Ultraschall angestrebt, wodurch eine nachhaltige Umsatzentwicklung erwartet wird. Entsprechend der Firmenphilosophie von PSM werden die physikalischen Eigenschaften der untersuchten Kunststoffe im Ausgangszustand und im Schweißnahtbereich im Vordergrund stehen.