Blick in die Materie: Projektgruppe des Fraunhofer-Instituts IKTS arbeitet an zerstörungsfreien Prüfverfahren

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30. August 2017

Blick in die Materie

Projektgruppe des Fraunhofer-Instituts IKTS arbeitet an zerstörungsfreien Prüfverfahren

Transparentkeramik für optische und Schutzanwendungen. Bild: Fraunhofer IKTS

Kann man von außen erkennen, ob eine Ananas reif ist, ohne diese aufzuschneiden? Man kann – mit Verfahren der zerstörungsfreien Prüfung. Diese entwickeln Ralf Schallert und seine Kollegen vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS.

Wer die Echtheit von Perlen bestimmen oder wissen möchte, ob es sich um eine Zucht- oder Naturperle handelt, der kann darauf beißen. Es geht aber auch anders – ohne die Perle zu beschädigen. Bisher erfolgte diese sogenannte zerstörungsfreie Prüfung von Schmuckperlen mithilfe von Röntgenverfahren. Weniger aufwendig ist ihre Untersuchung mit der optischen Kohärenztomographie (OCT). Diese Methode arbeitet berührungsfrei und liefert hochauflösende Querschnittsbilder von halbtransparenten Werkstoffen.

Mit Aufgaben wie dieser beschäftigen sich die Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS. Dessen Adlershofer Projektgruppe unter der Leitung von Ralf Schallert und das Team um Professor Norbert Meyendorf betreuen vor allem mittelständische Firmen in der Region Berlin/Brandenburg. Die Zusammenarbeit zwischen Industrieunternehmen und Forschungsinstitut erfolgt in zahlreichen Projekten. „Das Fraunhofer IKTS übernimmt für die Firmen einen Teil der Forschungs- und Entwicklungsaufgaben“, erklärt Maschinenbauingenieur Ralf Schallert.

Beispiel für eine solche Zusammenarbeit ist ein Projekt zur Untersuchung der Achsen von ICEs, berichtet Henry Scholz, Mitarbeiter der sechsköpfigen Gruppe. „Die Herausforderung bestand darin, ein schnelles, automatisiertes Prüfverfahren zu entwickeln, das Risse in den Achsen zuverlässig detektiert“, sagt Scholz. Die Züge sollen ja so rasch wie möglich wieder auf die Schiene.

Die Bandbreite der eingesetzten Verfahren ist groß: Die Mitarbeiter verwenden zum Beispiel Röntgenstrahlung, Ultraschall und Wirbelstrom zur Materialprüfung. In den Büroräumen befinden sich allerdings nur wenige, kleine Messgeräte. Größere Messinstrumente stehen am Hauptsitz in Dresden und im „Joint Lab Technische Sicherheit Berlin“, einem Gemeinschaftslabor, das die Projektgruppe mit anderen Firmen im gleichen Gebäude, dem Zentrum für Biotechnologie und Umwelt I, betreibt.

Hier entwickeln die Fraunhofer-Mitarbeiter aber nicht nur Methoden der zerstörungsfreien Prüfung weiter, sondern kombinieren diese auch miteinander. Zum Beispiel fertigen sie für besondere Ultraschall- und Wirbelstromprüfverfahren maßgeschneiderte Applikationen, Sensoren und Verfahren.

Darüber hinaus betreut die Berliner Projektgruppe zwei ZIM-Forschungsnetzwerke (Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand), die vom Wirtschaftsministerium gefördert werden. Im Netzwerk „Prognet“ geht es um die Prüfung, Prognostik und Sicherheit von Verbundwerkstoffen, die zum Beispiel in Windkraftanlagen und im Leichtbau eingesetzt werden. Das Thema des zweiten Forschungsnetzwerks „Zuverlässige Leistungselektronik ZuLe“ ist die Zuverlässigkeit leistungselektronischer Bau-gruppen, die im Zusammenhang mit Elektromobilität stark an Bedeutung gewonnen hat.

Das Fraunhofer IKTS hat seinen Hauptsitz in Dresden und Institutsteile in Hermsdorf/Thüringen sowie Dresden-Klotzsche. In Berlin Adlershof wurde die Projektgruppe aufgrund der Nähe zu Industriepartnern, Projektträgern und Start-up-Unternehmen angesiedelt.

Künftig wollen sich die Wissenschaftler verstärkt mit der Adaption von Prüfverfahren für den Alltag befassen.

Von Sven Titz für Adlershof Journal

www.ikts.fraunhofer.de

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