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Frühzeitig erkannt! Ultraschall entdeckt Einschlüsse schon in der Aluminiumschmelze

Quelle: Fraunhofer IZFP 2 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverf. IZFP
Schages GmbH & Co.KG
VdLB Verband deutscher Laseranwender - Blechbearbeitung e.V.
CoastOne Deutschland

Im Rahmen des Messeauftritts auf der Sensor+Test in Nürnberg, zeigt das Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren, wie man Aluminiumschmelzen auf Fremdkörper checken kann ...

Aufwand gespart! Am Fraunhofer IZFP in Saarbrücken weiß man, wie man unerwünschte Einschlüsse schon in geschmolzenem Aluminium aufspüren kann. Hier verraten die Forscher, wie sie das machen ...(Bild: Fraunhofer IFZP / U. Bellhäuser)
Aufwand gespart! Am Fraunhofer IZFP in Saarbrücken weiß man, wie man unerwünschte Einschlüsse schon in geschmolzenem Aluminium aufspüren kann. Hier verraten die Forscher, wie sie das machen ...
(Bild: Fraunhofer IFZP / U. Bellhäuser)

In Zeiten knapper Ressourcen und Leichtbautrend gewinnt Aluminium zunehmend an Bedeutung, registrieren die Forscher vom Fraunhofer-Institut für Zerstörungsfreie Prüfverfahren (IZFP) aus Saarbrücken. Das Leichtmetall wiegt auf das gleiche Volumen bezogen rund ein Drittel weniger als Stahl und ist außerdem mit relativ geringem Energieaufwand recyclebar. Das macht Aluminium unverzichtbar für viele Anwendungsfelde. Entscheidend für den sicheren und nachhaltigen Einsatz von Aluminium ist aber eine ausreichend gute Materialqualität. Schon die Aluminiumschmelze sollte deshalb möglichst rein sein, weil sich Fremdpartikeln später negativ auf die Bauteileigenschaften auswirken. Diese meist nichtmetallischen Einschlüsse verringern nämlich die mechanischen Eigenschaften, weil sie im Bauteil als Ausgangspunkt für Kerb- und Risseffekte wirken. Vor allem in der Automobilindustrie oder in der Luft- und Raumfahrt könne diese Art von Fehlstellen gravierende Folgen haben. Deshalb sollten Einschlüsse bereits in der Schmelze erkannt werden, um sie zu beseitigen. Bisherige Methoden sind aber entweder zu zeitaufwendig, zu teuer und zu ungenau, nicht reproduzierbar oder nur von Experten durchführbar, wie die Forscher anmerken.

Das Messen mit Ultraschall passt sich der Alu-Schmelze an

Mit dem Messsystem „AloX“ steht der Industrie aber nun ein revolutionäres Verfahren zur Verfügung, das schnell, sicherer und preiswerter ist, wie das IZFP betont. Es arbeite mit einem innovativen, ultraschallbasierten Ansatz. Und dadurch, dass „AloX“ Verunreinigungen bereits während der Herstellung in der Aluminiumschmelze erkennt, erreicht das Metall schon in dieser Herstellungsphase eine sehr hohe Qualität. Dafür wird also, wie schon angedeutet, auf das Prinzip der Ultraschallrückstreuung zurückgegriffen. In die Aluminiumschmelze wird nun aber der Ultraschall eingekoppelt und die reflektierten Ultraschallanteile detektiert. So lassen sich die Anzahl der Einschlüsse sowie deren Größe und Verteilung qualifizieren. „AloX“ wird auch als sehr flexibel beschrieben und kann sowohl in der Rinne als auch im Tiegel eingesetzt werden. Auch im Fall von schwierigen Messpositionen sei das System nutzbar, wodurch eine lückenlose Überwachung der Schmelzequalität geboten werde. Die Bedienung erfordere zudem kein Expertenwissen, weil die Mitarbeiter im Gießereibetrieb das Ganze selber durchführen könnten. Nun arbeitet man in Saarbrücken daran, diese Art der Messung in der Schmelze auf andere Metalle zu übertragen.

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