Neue Luftultraschall-Prüfverfahren für die Baustoffindustrie

Die kontinuierliche zerstörungsfreie Qualitätsprüfung während des laufenden Produktionsprozesses stellt für die Beton- und Keramikindustrie, Ziegelhersteller und Baustoffproduzenten wie auch für andere Branchen eine echte Herausforderung dar. Am FZ-U (Forschungszentrum Ultraschall) werden deshalb berührungslose Prüflösungen für schwer zu untersuchende Materialien und Produkte entwickelt.

Die Wissenschaftler aus Halle (Saale) setzen dabei auf luftgekoppelte Verfahren, die für den jeweiligen Anwendungsfall erstmals überhaupt konzipiert oder entsprechend den Vorgaben modifiziert werden. Damit lassen sich auch Produkte wie Betonteile, Ziegel, Verbundwerkstoffe und selbst Edelmetalle präzise auf Fehler und Verunreinigungen untersuchen. Stets im Fokus: die Kompatibilität von neuer Lösung und betrieblichem Umfeld. Bevor der Anwender weitreichende Investitionsentscheidungen fällt, untersuchen die Industrieforscher das Vorhaben meist auf generelle Machbarkeit samt notwendiger Voraussetzungen und absehbare Kosten, mindern so mit begrenztem Aufwand die wirtschaftlichen Risiken.

Mit seinen innovativen Ansätzen ermöglicht das Institut Prüfabläufe, die bislang unmöglich oder nur begrenzt praxistauglich waren. Mit Luftultraschall lassen sich jetzt auch größere Flächen schnell und komplett scannen. Im resultierenden 2-D-Farbbild werden Fehler und Mängel präzise visualisiert. Zudem kann die Untersuchung von z. B. keramischen Produkten bereits vor dem Sintern erfolgen: minderwertige Grünkörper landen so gar nicht erst im Ofen; bis zu 10 % Energieeinsparung sind drin.

Meist erfolgen Prüfungen zunächst exemplarisch im Labor des Instituts. Lassen Größe oder Gewicht des Prüflings – etwa großflächige Bauelemente oder auch ganze GFK-Boote – das nicht zu, greift eine europaweit einzigartige Dienstleistung: Die Experten des FZ-U laden ihre Scan-Technik in einen Transporter und führen die Machbarkeits- und Objektuntersuchung direkt in der Industrieumgebung des Kunden durch.

Wenn der Scanner zum Prüfling kommt

Unlängst stellte das FZ-U ein selbst entwickeltes Verfahren zur Messung von Schallgeschwindigkeitswerten vor: Erstmals überhaupt sind nun gesicherte Aussagen mit konkreten Zahlenwerten möglich, ob die Dichte- und zugleich die Homogenitätswerte des Materials qualitativ im Bereich der Anforderungen liegen. Für die Produktion von Zement ergeben sich ebenfalls Vorteile: Hat die Verkleidung eines Ofens unbemerkt nicht die richtige Dichte, beeinträchtigt das ihre Isolierungswirkung und damit die Produktqualität. Die thermische Belastung fehlerhafter Isoliersteine führt schneller zu Defekten, Wartungsaufwand und erhöhtem Ausfallrisiko.

Verfahren zur Luftultraschall-Prüfung sind dank ihrer Strahlungsfreiheit und berührungslosen Funktionsweise leicht in das industrielle Umfeld integrierbar und ermöglichen hohe Prüfgeschwindigkeiten selbst während des Fließband-Transports. Statt bloßer Stichproben wird damit tendenziell eine durchgängige Null-Fehler-Kontrolle möglich.

Bei dem laut eigenen Angaben einzigen auf Luftultraschall spezialisierten industrienahen Forschungsinstitut in Europa finden sich sämtliche Elemente der technologischen Kette unter einem Dach. Kundenspezifisch modifizierte Soft- oder auf ein Projekt angepasste Hardware kommen bei Bedarf von erfahrenen Industriepartnern wie dem internationalen Luftultraschall-Technologieführer Sonotec.