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© Fraunhofer
Jörg Opitz, Christian Wunderlich, Beatrice Bendjus, Christian Wolf, Susanne Hillmann, Bernd Köhler, Lars Schubert, Thomas Windisch,Martin Barth, Mike Röllig, Henning Heuer, Ehrenfried Zschech, Daria Kovalenko, Thomas Härtling
Strategieworkshop "Zukunftspotenziale von Hochleistungskeramiken„
Bonn, 20.01.2015
SMART QUALITYZUKUNFTSPOTENZIAL DER ZUSTANDSDIAGNOSE FÜR HOCHLEISTUNGSKERAMIK
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SMART QUALITYZUKUNFTSPOTENZIAL DER ZUSTANDSDIAGNOSE FÜR HOCHLEISTUNGSKERAMIK
Relevanz der Zustandsdiagnose (Material- und Prozessdiagnostik, Zuverlässigkeit & Lebensdauer)
Herausforderungen & Lösungsansätze:
Messverfahren und Technologien zur Qualitätssicherung
Forschungs- und Handlungsempfehlungen
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Fraunhofer IKTSAlleinstellungsmerkmal
Geschlossene Wertschöpfungsketten vom Material zum System (IKTS)
Multiskalenentwicklungvom Labor- in den Technikumsmaßstab
Synergien zwischen Struktur- und Funktionskeramik Verbindung verschiedener Technologieplattformen
MaterialdiagnoseStructural Health Monitoring / Zustandsüberwachung von Materialien und Prozessen
Material
Komponente
Modul System
Keramik-
kompetenz
System-
kompetenz
Wir bringen Welten zusammen
SYSTEM-KOMPETENZ
TECHNOLOGIE-KOMPETENZ WERKSTOFF-
KOMPETENZ
MATERIAL-/PROZESSDIAGNOSE
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Institutsteil MaterialdiagnostikQualität im Mittelpunkt
ENERGIE- UND UMWELTTECHNIK
METALL-INDUSTRIE
LUFTFAHRT
VERKEHR
MEDIZIN UND LIFE SCIENCE
ELEKTRONIK
FÜR
Optische Diagnoseverfahren
Elektromagnetische Prüfverfahren
Ultraschallprüfsysteme Zustandsüberwachung
Mikro- und Nanoanalytik
Zuverlässigkeit der Elektronik
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Warum Werkstoffprüfung und Prozessüberwachung ?
§ - Gesetzliche Auflagen
Zulassungsvoraussetzung für sicherheitsrelevante Werkstoffe und Strukturen
z. B. in der Luft- und Raumfahrt, Energietechnik (u. a. Nukleartechnik),
Transportwesen (Bahn)
$ - Wirtschaftliche Vorteile
Sicherstellung von Qualität und Ausbeute, kurze Innovationszyklen durch
schnelles Prozessfeedback und steilere Lernkurve
! - Prüfverfahren sind Schlüsseltechnologie für Innovationen
Wettbewerbsdruck fordert kurze Entwicklungszeiten und eine schnelle,
wirtschaftliche Etablierung fehlerfreier Produktionsprozesse. Neue Verfahren
der Materialdiagnostik helfen Innovationszyklen zu verkürzen, indem
Qualitätsparameter in Echtzeit zur Verfügung gestellt werden.
Jun.-Prof. Henning Heuer
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Prüfverfahren für Strukturbauteile aus Keramik
Elastodynamische
Verfahren
Elektromagnetische
Verfahren
Optische
Verfahren
Ultraschall
Akustische
Überwachung
Klang-
analyse Röntgen Radio-
wellen
Visuelle
Inspektion
Thermo-
grafie
Optische
Kohärenz-
Tomografie
Ultraschall
Handprüfung
Luft-
Ultraschall
Ultraschall-
mikroskopie
Phased Array
Ultraschall
Mikro-
wellen
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Etablierte zfP-Methoden zur Strukturprüfung von Hochleistungskeramiken
MethodeSichtprüfungFarbeeindring
-prüfung
Industrielle Computer-tomografie
Ultraschall-verfahren
AkustischeAnalyse
Radio-grafie
Prinzip
Visuelle Inspektion
Durchstrahlung mit
Röntgenstrahlen
AuswertungRückstreu-
signale nach US-Anregung
AnalyseSchallsignaleunter Last /
nach Anregung
Durch-strahlung
Vorteile Schnell und flexibel
3D-Bild möglichSchnell,
scannend
im ein-gebauten Zustand
Nachteile Erfahrungs-basiert;
OF-Qualität entscheidend
Strahlenbelastungteuer
begrenzteAuflösung
Erfahrungs-basiert; Koppel-medium
Anlernennotwendig
Strahlen-belastung
Anwendung Etabliert Etabliert EtabliertNur manuell
etabliertSelten
Automatisierbar Nein Schwer Schwer Ja Schwer
In–line fähig Ja Schwer Ja Ja Schwer
Es besteht ein massiver Bedarf an automatisierbaren und zuverlässigen Prüf-
methoden, die möglichst frühzeitig im keramischen Fertigungsprozess einsetzen
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Relevanz der Zustandsdiagnose für die HochleistungskeramikBewertungskriterien
1. Charakterisierung von Werkstoffeigenschaften
Porosität
Rauheit
Degradation
Inhomogenität
2. Monitoring von Spannungen
Mechanische Spannungsänderung
Druckspannung
3. Detektion von Volumen und Oberflächenfehlern
Risse
Poren
Bindungsfehler
4. Prozessüberwachung und -kontrolle, automatisierte Prüfung
5. Geometrische Vermessung
6. Überwachung von Hochleistungskeramik in extremen Umgebungen
7. Komplexe Materialverbünde, Hybridstrukturen (Keramik-Metall, Keramik-Faser,
(Sinter)Keramik-Keramik (PVD, CVD))
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Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP
OCT
US
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Laser-Speckle-Photometrie (LSP)
Berührungslos, schnell, inlinefähig, kostengünstig!
Speckle-Muster
Detektion
- Kamera
Speckle-Anregung
- Laser
Thermische Anregung- Flamme
- Induktion
- Blitz
- Laser
- Prozesswärme
Mechanische
Anregung
- KraftSpeckle-Muster
Wärmefluss
Dr. Beatrice Bendjus
Quelle: IKTS-MD, Al2O3
Quelle: IKTS-MD, Pore im Elektrolyt
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100 98 96 94 92 90 88 86
0.0
2.0x107
4.0x107
6.0x107
Probe 2061_0_4 [87%]
Probe 2089_1_4 [93%]
Probe 2074_5_4 [95%]
Lineare Anpassung
Exponentielle Anpassung
Sp
eckle
Diffu
siv
itä
t K
~ T
em
pe
ratu
rle
itfä
hig
ke
it
Rohdichte [%]
Abhängigkeit der Speckle-Diffusivität von der
Dichte
Pore in Keramik
links: optische Aufnahme, rechts: Speckle-Bild
Riss in Keramik,
links: optische Aufnahme, rechts: Speckle-Bild
Messzeit pro Fehler: Erwärmen/Aufnahme 0.25 – 0.5 sAuswertung bis 60 s
Detektion von Oberflächenfehlern an Keramik
Dr. Beatrice Bendjus
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT
US
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Optische Kohärenztomogaphie
Messung transparenter und semitransparenter Materialien
Kunststoffe, Gläser, Keramik, GFK, Lacke
Prozessüberwachung
Schnelle optische Prüftechnik
Bildgebung (2D und 3D), einfach interpretierbar, per Bildverarbeitung gut (automatisiert) auswertbar
Geometrische Vermessung
Detektion von Volumen & Oberflächenfehler
Christian Wolf
Riss
durch
eine
Keramik
Multilayer Beschichtung, Solarzelle inkl.
Barriereschicht
Knochenersatzmatrix,
GtV45alpha
Oberfläche
beschichteter
Partikel
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
UltraschallprüfverfahrenProfil
Forschungsschwerpunkte
Sensoren und Sensorsysteme
Simulation von Ultraschallverfahren
Bau maßgeschneiderter Ultraschallprüfsysteme
Methodenentwicklung für komplexe Prüflösungen
Konzeption/
Simulation
Elektronik /
HardwareSoftware System-
integration
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Ultraschalltechnik für Hochleistungskeramik
Untersuchung der Wechselwirkung von Schallwellen im Material
Vollständiges Volumen der Bauteile untersuchbar
Abbildendes Verfahren
In der ZfP stark etabliert, umfangreiche Normung für Stahl und metallische Werkstoffe vorhanden
In Keramik noch nicht sehr verbreitet
Beispiel 1: Punktförmige Defekte
(Poren) in Zirkoniumoxid (f = 2 MHz)
Beispiel 2: Rissartiger Defekt in
Zirkoniumoxid (f = 2 MHz)
Susanne Hillmann
© Fraunhofer
Ultraschalltechnik für Hochleistungskeramik
Herausforderungen:
Material stark dämpfend und streuend -> erfordert eher niedrige Frequenzen und geringes Wechselwirkvolumen
Detektion von kleinen, kreisförmigen Defekten (z. B. Poren, 50 µm) erfordern hohe Frequenzen
Vollständige Durchschallung dicker Bauteile erfordert niedrige Frequenzen
Detektion von verschiedenartigen Fehlern erfordert variable Einschallwinkel und Fokussierung (Phased Array)
Entwicklung neuer Sensoren, vor allem auf Basis von Phased Array
Entwicklung geeigneter Prüfstrategien (Justierung, Einstellung, Bildanalyse)
Ziel: automatisierte Prüfung auch komplexer Bauteile mit konstanter Ankopplung und hoher Prüfgeschwindigkeit
Susanne Hillmann
© Fraunhofer
Hochfrequente Ultraschalltechnik (Ultraschallmikroskopie, SAM) zur Qualitätssicherung ebener keramischer Bauteile
f = 150 MHz
Material A Material B
Vorteil ● Anzeigenkontrast, auch bei kleinen Inhomogenitäten
Nachteil ● Scannen erfordert hohe Zeilendichte, Scan-Dauer ↑
● Immersion in Flüssigkeit erforderlich
Dr. Bernd Köhler
© Fraunhofer
Konventionelle Ultraschallmikroskopiemit Wasserkopplung
20 25 30 35 40 45 506
8
10
12
14
16
Porosität [%]
sm
ax [nm
]
smax
in Abhängigkeit zur Porosität (5000 Mittelungen)
y1-5000
=20.2409exp(-0.0209x)
y2-5000
=16.1472exp(-0.0075x)
20 25 30 35 40 45 506
8
10
12
14
16
Porosität [%]
sm
ax [nm
]
smax
in Abhängigkeit zur Porosität (20000 Mittelungen)
y1-20000
= 21.9096exp(-0.0229x)
y2-20000
=19.4721exp(-0.0153x)
Probenreihe 1
Probenreihe 2
Exponentielle RegressionA
mp
litu
de [
a.u
.]
Porosität [%]
vor der Messung nach der Messung
Laser Ultraschall (LUS) = koppelmittelfreie Ultraschallprüfungan keramischen Elektrolytfolien zur Bestimmung der Porosität
Laser Ultraschall Messungen
Gute Korrelation der LUS Transmissionsamplitude mit der Folienporosität
LUS ist grundsätzlich zur Prozesskontrolle geeignet
Dr. Bernd Köhler / Thomas Windisch
© Fraunhofer
Schema der Anordnung
HUGO-Goniometer
Dr. Bernd Köhler
Charakterisierung von Eigenschaftsgradienten mittelsgeführter elastischer WellenCharakterisierung von Gradienten in Oberflächeneigenschaften mittels geführter Ultraschallwellen (Rayleigh-Wellen)
1
< 2
v(1) > v(
2)z
1 2 Prinzip
Eindringtiefe hängt von
der Frequenz ab
tiefenempfindliche
Sonde
Anwendung (neu entwickeltes Ultraschall-
Goniometer HUGO)
Messung der Rayleigh-Wellengeschwindigkeit und deren Frequenzabhängigkeit für gradierte Materialien
Derzeit für Metalle eingesetzt (kugelgestrahlte Oberflächen) Übertragung auf Keramiken
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
SHM für Hochleistungskeramik
Überwachung von Keramikbauteilen bei der Herstellung
• Risse
• Inhomogenitäten
• 3D-Belastungszustände
Überwachung von Keramikbauteilen während des Betriebs
• On-line Maschinenüberwachung (z. B. Pumpen mit Keramikbauteilen)
• Lebensdauerprognose
Aufgabenfelder für permanent installierte
Sensorik
Ventilüberwachung mit Körperschallanalyse
Wellenausbreitung in einem zu
überwachenden Bauteil
Dr. Lars Schubert
© Fraunhofer
SHM für Hochleistungskeramik
Schallemissionsmessung
• passives Verfahren für größere Bauteile
• ermöglicht Ortung der Defekte mit wenigen Sensoren
Aktive Ultraschallmessung
• Überwachung von kritischen Stellen
• hochauflösend
Körperschallanalyse
• Detektion der Maschinengeräusche
• Korrelation mit Schädigungszuständen
Überwachung der Zustandsparameter
• Druck, Temperatur, DehnungSchallemissionsmessung an Kraftwerkskomponenten im
Hochtemperaturbereich (500°C)
Verwendete Überwachungstechniken
Dr. Lars Schubert
© Fraunhofer
Simulation der Eigenmoden
Experimentelles Spektren von Summen- und Differenzsignal
-240
-200
-160
-120
-80
-40
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Am
plit
ud
e in
dB
Frequenz in kHz
K. 1 + K. 2
K. 1 - K. 2
Eigen-formen
f in kHz 11,1 13,2 15,6 18,9 19,3 24,9 25,0
Klanganalyse als Methode zur Prüfung großerStückzahlen von Keramikbauteilen
Dr. Bernd Köhler / Martin Barth
© Fraunhofer Dr. Bernd Köhler
Klanganalyse als Methode zur Prüfung großerStückzahlen von Keramikbauteilen
Potential der Klanganalyse
• Integrales Verfahren
• Sehr kurze Messzeiten (1s pro Bauteil)
• Die Messung kann berührungslos gestaltet werden
Herausforderungen
• Nicht fehlerhafte Parametervariationen können die Messung
beeinflussen
• Eigene Verfahrensanpassung für jedes Bauteil erforderlich
• Kleine Risse haben nur geringen Einfluss auf das Spektrum
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Simulationsgestützte Dimensionierung keramischer Kompositstrukturen
Analyse der mechanischen Beanspruchungen und des Verformungsverhaltens infolge thermischer Belastung
thermomechanische Berechnung des Schichtverbundes (Keramik, Kleber, Kupfer)
Ziel: Minimierung der Eigenspannungen
Al2O3
Keramik
Kupfer Klebstoff
Von-Mises-Spannungen in den einzelnen Verbundschichten
Dr. Mike Röllig
© Fraunhofer
Simulationsgestützte Dimensionierung keramischerSensoren
Aufgabe:
Analyse der Herstellungs-bedingten Spannungsverteilung
Unterstützung der Dimensionierung in Bezug auf die Vermeidung von Schwachstellen
thermomechanische Analyse
Ausgangsgeometrie doppelte Keramikschichtdickeverlängerter Überdruckbereich
Dr. Mike Röllig
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Röntgenverfahren
Historische Leuchtschirmuntersuchung
Funktionsweise konventioneller Röntgendetektoren
Detektionsprinzip
Konversion von Röntgenstrahlung in sichtbare Strahlung mit Szintillationsfolien. Auswertung des sichtbaren Lichts mit Filmen oder CCD-Kameras.
Jun.-Prof. Henning Heuer
© Fraunhofer
Zeilensensor Systemmodul
Zeilendetektor L100e®
(Fraunhofer IKTS)
Strahlungsfenster
Anwendung eines Zeilendetektors
zur 100% Inline-Prüfung
Jun.-Prof. Henning Heuer
Röntgenverfahren
© Fraunhofer
Bildgebung Maulschlüssel Kantenschärfe, Dynamikbereich
L100e® Si- Szintillator-Detektor (RID 1640)
Jun.-Prof. Henning Heuer
Röntgenverfahren
© Fraunhofer
Prüfung SiC-Wickelerzeugnis
Foto L100e® Si-Scintillator-Detektor
(RID 1640)
Beide Aufnahmen wurden bei 150kV und 1024 Pixel Auflösung erzeugt.
+/- 45° Orientierung sehen
beide Detektoren, die dünne
oberflächliche radiale
Faserlage ist nur mit L100e
sicher erkennbar.
Jun.-Prof. Henning Heuer
Röntgenverfahren
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen …? …
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Nano-CT an Sprühgranulaten
Al2O3-Sprühgranulate mit Presshilfsmittel Al2O3-Sprühgranulat ohne Presshilfsmittel unter mechanischem Test (in-situ)
Prof. Ehrenfried Zschech
© Fraunhofer
Nano-CT an keramischen Faserverbundwerkstoffen
Al2O3-Fasern in Al2O3-Matrix
HR
LV
FIB-Präparation für höchste Auf-lösung (HR) und großes Proben-volumen (LV)
Phasenkontrast
Absorptionskontrast
Faserdurchmesser ~10µmMatrixpartikel ~ 100nm
Prof. Ehrenfried Zschech
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen …? …
nXCT
Radiowellen
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
gering leitfähige Objekte Terahertz
»Nacktscanner«
Infrarot-
Thermographie
Metalldetektoren,
Werkstoffprüfung
(Metalle)
Radiowellen-Technik
Halbleiter und
Dünnschichten
Carbon-Faser-
Werkstoffe Keramik (SiC) Kunststoffe
Henning Heuer
© Fraunhofer
Eindringtiefe vs . Sensitiv ität
Eindringtiefe
2
dt
dU Ind
Signal Amplitude
Prüfung mit Radiowellen
Funktionsprinzip
Ausgewertet wird die Änderung der komplexen Impedanz der Prüfspule in
Abhängigkeit der Werkstoffparameter.
Jun.-Prof. Henning Heuer
© Fraunhofer
Prüfung mit Radiowellen Anwendungsbeispiel industrielle SiC-Prüfung
Jun.-Prof. Henning Heuer
© Fraunhofer
Prüfung mit Radiowellen Anwendungsbeispiel industrielle SiC-Prüfung
Jun.-Prof. Henning Heuer
© Fraunhofer
Prüfung mit Radiowellen Anwendungsbeispiel industrielle SiC-Prüfung
Jun.-Prof. Henning Heuer
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen …? …
nXCT
Radiowellen ? ?
Raman
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
Raman Spektroskopie
Experimenteller Aufbau zur Raman Spektroskopie,
schematische Darstellung
PrinzipUntersuchung der Materialstrukturdurch nicht-elastische Streuung von Licht an der Materialoberfläche
Vorteile Möglichkeit der chemischen
Strukturanalyse (Nachweis einzelner Bindungen und chemischer Gruppen)
Möglichkeit des Kristallstruktur-Nachweises Möglichkeit der Untersuchung von wässrigen
Systemen Einfache Probenpräparation
Anwendung• Mikro-strukturelle und Phasenumwandlungs-, Textur- und Orientierungsanalyse,
Messung der Eigenspannungen • Spannungs- und Verunreinigungsanalyse
Dr. Daria Kovalenko
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen …? …
nXCT
Radiowellen ? ?
Raman ? ?
Keram. Leucht-stoffe
© Fraunhofer
selbstleuchtende Barcodes / QR-Codes
extrem robuste, fälschungssichere Label
Chargenverfolgung bei extremen Bedingungen
(hohe Temperatur, harsche Chemie, EMV, …)
Sensorische Erfassung von Prozessparametern
(Temperatur, Strahlung, Gasdruck, …
Veränderung der Emission)
Smart Quality mit keramischen Leuchtstoffen: Produktkennzeichnung und Prozesskontrolle
Druck mit
Leuchtstoffen
Dr. Thomas Härtling
© Fraunhofer
Anwendungsbereiche
Produktkennzeichnung, z. B. für Metall, Glas, Keramik, Leder
Sterilisationsmonitoring, z. B. asept. Verpacken von Lebensmitteln
Plagiatsschutz
…
Handlungsbedarf
Untersuchung zur Sensorik
Validierung und Zertifizierung
Integration in Prozessketten
Smart Quality mit keramischen Leuchtstoffen: Produktkennzeichnung und Prozesskontrolle
Leuchtstoffe in Medizinverpackung
geben Auskunft über Sterilisationserfolg
Dr. Thomas Härtling
© Fraunhofer
Charakteri-s ierung
Werkstoffeigenschaften
Monitoringmech.
Spannungs-änderung
Detektion Volumen &
Oberflächen-fehler
Prozess-überwach-
ung & -kontrolle
Geo-metrische
Vermessung
Über-wachung
HLK
Komplexe Materialien
LSP … ?... ?
OCT ? ? ?
US ? ? ? …?
SHM
Simulation
Röntgen …? …
nXCT
Radiowellen ? ?
Raman ? ?
Keram. Leucht-stoffe
? ? ?
© Fraunhofer
Qualitätssicherung von Keramik Handlungsempfehlungen
1. Die Entwicklung von zerstörungsfreien Prüfverfahren sollte ein
Handlungsschwerpunkt der Industrie werden. Diese Verfahren sollten
früh im Fertigungsprozess einsetzen
automatisierbar sein und in die Fertigung integriert werden.
2. Die Forschung an und Entwicklung von Prüfmethoden muss parallel zur Entwicklung
neuer Fertigungsprozesse erfolgen.
3. Entwicklung und Optimierung von Methoden zur in-line Prozesskontrole. Dies gilt
insbesondere auch für die Entwicklung von Verfahren des Additive Manufacturing.
4. Entwicklung von Strukturüberwachungsmethoden für die Überwachung kritischer
keramischer Komponenten.
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !
Kontakt: Dr. rer. nat. Jörg Opitz
0351 88815-600
