Automatisierte zerstörungsfreie Prüfung des Füllgrades von Falzverklebungen mittels Phased Array Ultraschall

Der Fügeprozess des Falzklebens wird im Automobilbau aufgrund der nicht sichtbaren Fügestellen für Anbauteile, wie bspw. Türen, Hauben oder Klappen eingesetzt. Mittels dieses Fügeverfahrens wird das strukturgebende Innenblech mit dem kundensichtbaren Außenblech gefügt. Die Fügeebene wird sowohl aus Stabilitätsgründen als auch zum Schutz vor dem Eindringen von Feuchtigkeit mit Klebstoff gefüllt. Um die Anforderungen an Klebstoffmenge sowie Klebstoffverteilung sicherzustellen, müssen diese Fügeverbindungen fortwährend geprüft werden. Diese Überwachung erfolgt aktuell durch eine zerstörende manuelle Prüfung. Dies bedingt einen hohen Personalaufwand, Schrottkosten und einen langen Prozessregelkreis. Um die Klebstoffverteilung innerhalb der Falz effizient zu überwachen, wird in einem hohen Maße die Entwicklung einer zerstörungsfreien und inlinefähigen Prüftechnik angestrebt. Als aussichtsreichste Prüfmethode hierfür gilt die Phased Array Ultraschalltechnik. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für keramische Technologien und Systeme in Dresden wird ein Verfahren entwickelt, welches automatisiert alle Falzbereiche im unausgehärteten Klebstoffzustand innerhalb der Linie prüft. Durch die möglichst frühe Prüfung innerhalb der Prozesskette soll ein kurzer Regelkreis ermöglicht werden. In Laboruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass mit den Standardultraschallparametern die benötigte Auflösung und Messstabilität nicht erreicht wird. Mittels FEM Simulationen konnten aus den Amplitudenbildern neue Kriterien abgleitet werden, mit denen insbesondere die Detektionsrate von Mäanderstrukturen verbessert wird. Nach der Implementierung der Bewertungsmethode in die Ultraschallsoftware und dem Aufbau eines Multi Phased Array Prüfsystems ist das Verfahren sowie der Auswertealgorithmus zunächst im Labor hinsichtlich der Detektionsrate getestet und bewertet worden. Im anschließenden Prototypentest innerhalb der Linie ist das Prüfverfahren unter Serienbedingungen qualifiziert worden. Ziel ist der Nachweis, dass die Prüfmethode die notwendige Robustheit gegenüber dem Produktionsumfeld des automobilen Karosserierohbaus aufweist. Im Vortrag werden die Prüfmethode mit dem Auswertealgorithmus, der Validierungsprozess und einige Ergebnisse aus dem Serieneinsatz vorgestellt.