TERRAIN 3D - TERmografische Rekonstruktion An INneren 3D Grenzflächen

• Antragsteller: Professor Dr. Marc Daniel Leonhard von Kreutzbruck
• Fachliche Zuordnung: Messsysteme ; Produktionssystematik, Betriebswissenschaften, Qualitätsmanagement und Fabrikplanung
• Förderung: Förderung seit 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 470535306

In der zerstörungsfreien Prüfung hat sich die aktive Thermografie als berührungsloses und vergleichsweise kostengünstiges Mess- und Prüfverfahren in der Wissenschaft und Industrie etabliert. Dabei wird ein Prüfkörper typischerweise durch eine externe Energiequelle mit Infrarotstrahlung bestrahlt, welche sich an Defekten staut und reflektiert wird. Durch die Aufnahme mit einer Infrarotkamera können dabei die Defekte sichtbar gemacht werden. Ein sehr etabliertes Verfahren der aktiven Thermografie ist die Lockin-Thermografie mit sinusförmigem Energieeintrag. Damit ist eine flächenhafte, oberflächennahe und schnelle Prüfung von flächigen, dünnen Bauteilen möglich. Im Vorgängerprojekt wurde die Lockin-Thermografie unter anderem um einen Kompensationsalgorithmus erweitert, welcher laterale Wärmeflüsse iterativ kompensieren kann. Laterale Wärmeflüsse führen dazu, dass sich thermische Energie seitlich im Prüfkörper ausbreitet, wodurch Defekte unscharf oder verzerrt abgebildet werden und eine präzise Lokalisation oder Tiefenbestimmung erschwert wird. Bei homogenen und isotropen Werkstoffen können die lateralen Wärmeflüsse mit der entwickelten Kompensationsmethode erfolgreich kompensiert, sowie störende Blindfrequenzen eliminiert werden. Dies soll im geplanten Vorhaben weitergeführt und auf komplexe, realitätsnahe Werkstoffe angewendet werden. In diesem Zusammenhang wird der Algorithmus zunächst auf Randbereiche von Prüfkörpern (Abweichungen einer plattenartigen Form) erweitert. Anschließend erfolgt die Anwendung und Erweiterung des Kompensationsalgorithmus auf komplexe Werkstoffe. In diesem Zusammenhang werden heterogene, anisotrope und heterogen-anisotrope Prüfkörper untersucht. Dafür braucht es eine Anregung mit einer ausreichend hohen Leistung, weshalb ein flexibler Infrarotstrahler mit einer Leistungssteigerung erweitert werden soll. Somit kann auch bei heterogenen und anisotropen Werkstoffen, bei denen ein höherer lateraler Wärmeabfluss zu erwarten ist, eine ausreichende Kompensationswirkung erzielt werden. Außerdem soll untersucht werden, ob und inwiefern sich die Kompensationswirkung durch ein Einbinden von Materialkenntnissen verbessern lässt. In diesem Zusammenhang sollen auch neuronale Netze eingesetzt und eine künstliche Intelligenz trainiert werden. Die durchzuführenden Arbeiten erfolgen simulativ und experimentell.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen