3D-Charakterisierung von Hybridbauteilen durch OCT

Der Fachbeitrag beschreibt eine neue Methode zur Prüfung und Qualitätssicherung von hybriden Metall-Kunststoff-Verbunden - hergestellt durch laserbasiertes thermisches Fügen - unter Verwendung der optischen Kohärenztomographie (OCT). Dieser Ansatz erlaubt die Messung der Fügenaht sowie ihrer benetzten Anbindungsfläche einschließlich des Erkennens von Blasen, Fehlstellen und Schmelzeaustrieb. Die Ergebnisse in dieser Arbeit qualifizieren die OCT-Technologie als Instrument zur Qualitätssicherung bei thermisch gefügten Metall-Kunststoff-Verbunden mit der Fähigkeit zur Identifizierung und Quantifizierung bestehender Blasen, Unterbrechungen und Fehlstellen sowie von austretendem Kunststoff. Blasen, ihre Position sowie Verteilung innerhalb der Fügezone sind in unterschiedlichen Tiefen nachweisbar. Eine Analyse der Blasen kann durchgeführt werden und muss in kommenden Arbeiten zum Laserprozess und zur Fügequalität korreliert werden. Unterbrechungen innerhalb der Fügezone werden mit der Auflösung des jetzigen Systems erkannt und erlauben Rückschlüsse auf das Benetzungsverhalten in der Fügezone. Der Austritt von Kunststoff an den Kanten des Überlappstoßes kann durch die OCT gemessen werden und als ein mögliches Qualitätskriterium für Hybridverbindungen dienen, beispielsweise für faserverstärkte und nicht-transparente Kunststoffe.

This article presents a novel method for process monitoring and quality assurance of laser-based thermal joining of metal-plastic hybrids based on optical coherence tomography. This approach enables the measurement of the joint geometry as well as the detection of bubbles, imperfections, and the wetted bonding area.