Neue Lösungen für alte Probleme - das Potential der Ultraschall-Simulation am Beispiel der Prüfkopfoptimierung

Viele metallische Konstruktionswerkstoffe zeichnen sich - im Hinblick auf die Ultraschallprüfung - durch hervorragende mikrostrukturelle Eigenschaften wie Homogenität, Isotropie und geringe Dämpfung aus. Eine hochauflösende Fehlerprüfung am realen Bauteil wird allerdings oftmals durch die komplexe Formgebung der Komponente erschwert, die zu unerwünschten 'Verformungen' der von konventionellen Ultraschall-Prüfköpfen erzeugten Schallfelder führen kann. Dieser Nachteil kann durch den Einsatz von Phased-Arrays behoben werden, allerdings auf Kosten einer für viele Anwendungs-fälle zu umfangreichen Technik. Die geforderte hohe laterale Auflösung in einem gewissen Tiefenbereich kann auch mit speziell ausgelegten Einschwinger-Prüfköpfen erreicht werden. Die Entwicklung derart optimierter Sensoren mit Hilfe der Ultraschall-Simulation wird in diesem Beitrag an einem ausgewählten Beispiel illustriert. Das Beispiel verdeutlicht, daß 'altbekannten' Problemen in der Ultraschallprüfung durch den Einsatz effektiver Simulationsmethoden neue, innovative und kostengünstige Lösungen zugeführt werden können.