Bildgebende Röntgen- und Ultraschallverfahren für industriell relevante strukturelle Materialien

Verfahren zur Abbildung und Bestimmung von Strukturmerkmalen spielen insbesondere bei neuen Werkstoffen wie Metallschäumen oder Verbundmaterialien eine große Rolle. Bei polykristallinen Werkstoffen, insbesondere solchen für Hochleistungsanwendungen beispielsweise im Bereich der Luftfahrt, werden hohe Anforderungen an die ZfP-Verfahren zur Fehlerdetektion gestellt. Die verschiedenen für diese Anwendungen in Frage kommenden Verfahren unterscheiden sich im Hinblick auf ihre Komplexität und ihr Auflösungsvermögen. Mit Ultraschallverfahren können in feinkörnigem Material wie Titan- oder Nickel-Legierungen Fehler mit einem Durchmesser von 0.2 mm und darunter detektiert und abgebildet werden. Die Auflösung ist in faserverstärkten Materialien geringer, kann aber in solchen stark schallschwächenden Medien durch den Einsatz der Synthetischen Apertur Fokus Technik (SAFT) oder mittels Phased Array Technik verbessert werden. Andererseits liefern Radiographie und Röntgen-Computer-Tomographie (CT) hochauflösende Abbildungen selbst für dickwandige Kompositwerkstoffe. In diesem Beitrag präsentieren wir eine Reihe von Ergebnissen zur Struktur- und Fehlerabbildung in verschiedenen Materialien, so beispielsweise Kohlefaser- und Titanverbundwerkstoffen sowie faserverstärkten Betonen. Die Abbildungseigenschaften der eingesetzten Ultraschall- und Röntgenverfahren und die am Fraunhofer ITWM verfügbaren Bildverarbeitungsalgorithmen werden illustriert und diskutiert.