Akustische Prüftechnik liegt im Trend

Die akustische Qualitätsprüfung gehört neben der optischen zu den ältesten Prüfverfahren. Trotzdem wird sie oft noch unterbewertet.

Dabei ist sie in vielen Anwendungen manch anderem Prüfverfahren weit überlegen, denn sie erkennt verborgene Fehler in Materialien und Bauteilen, bevor diese im finalen Einsatz versagen.

Die akustische Prüfung erobert in modernen Fertigungsprozessen immer breitere Einsatzgebiete. Sie gehört zu den zerstörungsfreien Prüfmethoden, die versteckte, von außen nicht ohne weiteres zu sehende Fehler in Bauteilen und Konstruktionen so frühzeitig erkennen, dass sie deren unvorhergesehenes Versagen im Betrieb vermeiden können.

Sie analysiert die Eigenschaften eines Produktes und erkennt so auch kleinste Abweichungen vom Sollzustand. Ihre Aufgabe besteht also nicht darin, fehlerhafte Bauteile zu suchen, sondern fehlerfreie bzw. akzeptierbare Werkstücke zur Verwendung freizugeben. Typische Anwendungen reichen von der automatischen Qualitätssicherung von Bremsscheiben bis hin zu Teilen aus gesintertem Aluminiumpulver.

Prüfen im schnellen Durchlauf

Bei der akustischen Materialprüfung analysiert man das Klangbild eines Prüflings und schließt daraus auf Risse oder Hohlstellen. »Wenn man einen Körper anschlägt, schwingt er in seinen Resonanzfrequenzen«, erklärt Michael Kiefer, Geschäftsführer bei RTE Akustik + Prüftechnik, Pfinztal. RTE stellt Prüfanlagen für die fertigungsintegrierte Geräusch- und Funktionsprüfung von Baugruppen, die akustische Materialprüfung von Werkstücken (Klangprüfung) und für die Überwachung von Montage- und Bearbeitungsprozessen mittels Akustik her.

»Bei der akustischen Materialprüfung nutzt man diesen Effekt, um auf den Zustand des Prüfobjekts zu schließen, denn aus den Resonanzfrequenzen lassen sich werkstückspezifische akustische Kennwerte, so genannte ‚finger prints’ berechnen und Gütemerkmalen zuordnen. Die ›Gut-Werte‹ werden als Referenz hinterlegt, mit der man die jeweiligen Prüflinge dann vergleicht.« Das Ergebnis ist eine Aussage über das gesamte Prüfobjekt, unabhängig vom Fehlerort, d.h. es lässt sich bestimmen, ob der Prüfling in Ordnung ist oder nicht.

Akustische Prüfsysteme lassen sich meist problemlos in bereits vorhandene Fertigungsabläufe integrieren, d.h. der Anwender kann letztendlich nicht nur Aussagen über den einzelnen Prüfling treffen, sondern auch über die gesamte Prozessqualität, und damit Trends frühzeitig erkennen. »Das Verfahren erlaubt eine hundertprozentige, objektive Prüfung schneller als im Sekundentakt«, unterstreicht Kiefer. »Pro Stunde kann man bis 4500 Produkte ›on the fly‹, also im schnellen Durchlauf, direkt auf dem Transportband, auf Gefügefehler, Risse, Lunker etc. prüfen.«

»Umwelt-Oscar« für akustische Prüfanlage

Die Prüfentscheidung fällt also innerhalb kurzer Zeit, zerstörungsfrei und – was heute immer wichtiger wird – ohne Umweltbelastung und ressourcenschonend. Denn beim Einsatz der Akustik bei Materialprüfungen werden energieintensive Techniken oder der Einsatz von Chemikalien vermieden. »Andere, ebenfalls volumenorientierte und zerstörungsfreie Prüfverfahren wie Radioskopie oder Röntgen benötigen wesentlich mehr elektrische Energie«, so Kiefer. »Ultraschallverfahren ermöglichen nur eine geringe Eindringtiefe und verlangen aufwändige Handlingeinrichtungen, was die Durchsatzzahlen deutlich reduziert. Außerdem ist hier der Einsatz von Kontaktmitteln notwendig. Das akustische Verfahren hingegen ist frei von jeglicher Chemie und hebt sich dadurch z.B. auch von der Farbeindringprüfung positiv ab.«

Die Vorzüge der akustischen Prüftechnik finden mittlerweile nicht nur in Anwenderkreisen Anerkennung. Die von RTE entwickelte akustische Prüfanlage »SonicTC« überzeugte auch die Jury des »Internationalen Designpreises Baden-Württemberg 2008«: Die Anlage wurde in der Sparte »Industrie und Gewerbe« mit dem »Focus in Gold« ausgezeichnet. Der Wettbewerb stand unter dem Thema »Green«, d.h., die eingereichten Produkte mussten nicht nur die Designanforderungen erfüllen, sondern gleichzeitig auch strengen Umweltverträglichkeits-Kriterien entsprechen. Damit griff das Gremium einen rasch steigenden Trend auf, denn die Nachfrage nach umweltorientierten Produkten wächst ständig. »Mit allen Vorteilen dieser Prüfmethode wird sich die akustische Prüftechnik in Zukunft eine ganze Reihe weiterer Einsatzbereiche erschließen«, ist sich Michael Kiefer sicher.