Bei der genauen Endformgebung gehärteter Oberflächen wird das Schleifen als Bearbeitungsverfahren eingesetzt. In Abhängigkeit der Schleifparameter, des Werkstoffs und der Bauteilendform erwärmt sich dabei der oberflächennahe Bereich lokal unterschiedlich. Insbesondere in konkaven Bereichen kann es durch Überhitzung zu Schleifbrand (Gefügeveränderungen) kommen. Weichfleckige Bereiche mit oder ohne Neuüberhärtung können der hohen Bauteilbelastung im Betrieb nicht standhalten und führen zu Maschinenschäden mit längeren Stillstandzeiten und teureren Reparaturen. Ein sicherer Nachweis solcher Schleiffehler ist notwendig.

In Zusammenarbeit zwischen der Firma Sulzer Textil AG (Bereich Nocken), dem Fraunhofer Institut IZFP und der Innotest AG wurde ein mehrkanaliges Wirbelstromprüfsystem für den Nachweis von Schleifbrand an EM-Webmaschinennocken realisiert. Die Wirbelstromprüfung ersetzt den aufwendigen vorgeschriebenen Nitalätztest. Im ersten halben Jahr wurden ca. 12'000 Nocken geprüft und ungefähr 15 fehlerhafte Nocken (Risse längs und quer, Weichfleckigkeit mit und ohne Neuüberhärtung) ausgeschieden und nach dem Auffinden mit den Befunden des nachträglich durchgeführten Nitalätztestes bzw. metallographischen Untersuchungen erfolgreich korreliert.
Weitere Stichworte: Schleifbrandprüfung, Prüfung Schleifbrand, Eddy Current Test Equipment, Wirbelstrom, Wirbelstromprüfung. 

Dokument(e) zum Herunterladen:

Vortrag: Schleifbrandnachweis mittels Wirbelstrom

Links:

Nockenprüfanlage 

Die Wirbelstromprüfung stellt eine sehr effiziente, empfindliche Prüftechnik für rotationssymmetrische Bauteile aus leitfähigen Werkstoffen (Metalle) dar. In Kopierautomaten, CNC-gesteuerten Decoltage- und Drehautomaten sowie modernen Bearbeitungsgzentren kann eine Stiftsonde ähnlich einem Drehstahl als eigenes Werkzeug definiert und verfahren werden. Bei feststehender Sonde ergibt sich durch das Drehen des Bauteils mit einigen Tausend rpm die optimale Relativgeschwindigkeit, sodass eine hinsichtlich der Rotationsfrequenz angepasste Signalfilterung eine Anhebung des Nutz-Störverhältnisses bzw. einen optimalen Fehlernachweis erlaubt.

Das mit der Prüfelektronik der DEC-100/AEC-100-Serie auf diese Weise realisierte Nutz-Störverhältnis erlaubt neben dem Nachweis von Rissen, Spannzangenabdrücken und kleinen Lunkern das Auffinden von Kerben, Kratzern und anderen Beschädigungen. 
Das Wirbelstromprüfverfahren ist dabei weitgehend unempfindlich gegen nichtmetallischen Schmutz bzw. Schmier- und Kühlmittel.

Dokument(e) zum Herunterladen:

Flyer: AEC-101 - Produktionsintegrierte, automatisierte Wirbelstromprüfung rotationssymmetrischer Bauteile im Drehautomaten 

Links / siehe auch:

Prüfgeräte - Digitales Wirbelstrom-Prüfgerät DEC-100

Prüfgeräte - WS-Gerät AEC-100 mit Rotiereinheit R70-1

Funktionsweise, Adaption

Mit dem Wirbelstromverfahren können alle Eigen­schaf­ten gemessen werden, bei welchen eine Be­ziehung zur elektrische Leitfähigkeit und/oder ma­gne­ti­schen Permeabilität besteht. Diese beiden Ma­teri­al­­­grös­sen im Wechselwirkungsbereich der Mess­son­­de ha­ben Ein­fluss auf die mit dem Wirbel­strom­ver­fah­ren letzt­endlich gemessen Übertragungsimpedan­zen.

Mit Hilfe von Lernmustern wird via wählbarem mathe­matischen Ansatz der Zusammenhang zwischen der Mess­­grösse (Wirbelstromsignal) und den Ziel­grössen (z.B. Härte, Härtetiefe,...) durch Ausgleichs­rech­nung gelernt.

Die Verwendung der Multifrequenztechnik (1-16 Frequenzen) ermöglicht es, den Lernvorgang und den Messvorgang robust gegen die zahlreich vorhandenen Stör­einflüsse (Oberflächenzustände, Temperatur­schwan­­kungen,...) zu machen.

Anwendungen

Erfolgreiche Anwendungen der adaptiven Multifrequenz Wirbelstrom Mess- und Prüftechnik sind:

• Bestimmung von mechanisch-technologischen Materialkennwerten wie:
  • Oberflächen-, Rand- und Kernhärte
  • Einhärtetiefe bei Randschicht-, Einsatz- und Nitrier­härten
  • Zugfestigkeit
  • Streckgrenze
  • Auf- und Entkohlung
  • el. Leitfähigkeit
  • magnetische Permeabilität
  • ...
• Werkstoffsortierung- und klassifizierung.
• Schichtdickenbestimmung leitender sowie nichtleitender Schichten auf leitendem Grundmaterial sowie leitender Schichten auf nichtleitendem Grundmaterial.
• Prüfung des d-Ferritgehaltes von austenitischen Schweissverbindungen.
• Vermessung und Prüfung der Härtezonen an ferritischen Wellen.
• Prüfung von gezogenen Aluminiumprodukten auf Fliessfehler, Zugfestigkeit und Härte.
• Integrale Prüfung von Kleinteilen auf Härte, Risse, Abweichungen von der Geometrie oder vom Werkstoff.
• Detektion von lokalen Gefügeveränderungen wie Schleifbrand etc.
• Geometrieüberwachung von Kleinteilen

Höhere Wirtschaftlichkeit und Prozesssicherheit

Verschiedenste inline Anwendungen in der industriellen Produktion belegen die höhere Wirtschaftlichkeit und verbesserte Qualitätssicherung im Zusammenhang mit der zerstörungsfreien Messung von Materialkenn­wer­ten. Neben einem/r im Sekundentakt direkt vor­lie­gen­den Messwert bzw. Prüfaussage können z.B. die An­zahl der Schliffpräparationen (Härte- und Härteverlaufs-mes­sungen) massiv reduziert, die Standzeiten von Bearbeitungswerkzeugen (Rollen, Rändel-, Fräs‑ und Dreh­werkzeuge) verlängert und die Prozess­sicherheit als Ganzes (Verwechslungen bei der automatisierten Fertigung und Montage) erhöht werden.

Via Treiber, Vorverstärker, Multiplexer und Sensorik an die spezifische Messaufgabe angepasst, werden ein-, mehr- und vielkanalige Geräte in verschiedenen Reali­sie­rungen angeboten. Prozess- und bauteilabhängig kann mit diesen im Labor „offline“ oder aber direkt in der Fertigungslinie integriert „inline“ (Kommunikation via PROFIBUS, RS232, Ethernet, USB) mit hohem Takt und Automatisierungsgrad gemessen und sortiert werden.

Betriebssoftware AMC 5.x für ®Windows 7/10

Die äusserst flexibel gestaltete Software AMC 5.x un­ter­stützt unter anderem folgende Schritte:

• Im Wirbelstromsetup lassen sich Prüffrequenz,Verstärkung und Filtereinstellungen dem aktuellen Prüfproblem bzw. der verwendeten Sensorik entsprechend einstellen. In der Darstellung der Impedanz Ebene (XY-Fenster) und/oder dem Zeit­schrieb (x(t), y(t) oder v(t)) lässt sich der Zusammenhang zwischen Mess- und Ziel­grösse frequenzabhängig beurteilen.

• Im Lernmodus werden die Wirbelstrommessungen an den Lernproben durchgeführt und den zer­stö­ren­den oder mit anderem Verfahren bestimm­ten Soll­zielwerten zugeordnet. Bereits bekannte Ziel­grössenwerte können natürlich vor oder mit den Wirbel­strommessungen eingegeben werden.
• Schlechte Lernmessungen (Ausreisser) oder ganze Probeneinträge können gelöscht oder deaktiviert bzw. gezielt ersetzt werden. Es ist jederzeit möglich, zu bereits gemachten Wirbelstrom­messungen neue Zielgrössen zu adaptieren.
• Im Messmodus können beliebige Proben­be­zeich­nun­gen verwendet und zu diesen jeweils mehrere Wir­bel­strommessungen durch­geführt und in einer Liste verwaltet werden. Zu jeder Wirbel­strom­mes­sung werden die berechneten Messwerte ange­zeigt. Durch gezieltes Löschen von einzelnen Mes­sungen können jederzeit Ausreisser und Falsch­messungen eliminiert werden. Zu jeder Messstelle / Probe wird eine Statistik über alle gemachten Messungen an­ge­zeigt. Diese enthält: Mittelwert, Maximum, Mini­mum, Standard-abwei­chung, Schwer­punkts Ab­stand und sofern Zielwerte vorhanden cg und cgk Werte.

• Für die Dokumentation bzw. den Austausch mit übergeordneten Systemen existieren Import- (Proben­bezeichnungslisten) und Exportmöglichkei­ten (Dokumentation der Messresultate).

Ergänzend zur erweiterten Ansicht mit Zugriff auf alle Einstellparameter wurde in der Version AMC 5.x eine anwendungsorientierte Benutzer­struktur mit definierbaren Benutzerrechten und ver­ein­fachten Benutzeransichten mit integrierter Benutzerführung realisiert.

Dokument(e) zum Herunterladen:

Flyer Mehrfrequenzwirbelstromgerät AMC 5 mit UMFEC-Compact 

Links:

Entkohlungs- und Härtemessgerät

Während bei den Prüfsystemen häufig das Produkt im Vordergrund steht, gibt es Mess- und Prüfaufgaben mit mehr oder weniger produkteunabhängigen Lösungsansätzen. Ausgewählte Anwendungen und dazugehörige Lösungen zeigen unsere Kompetenz auf...

Gemeinsam mit unseren Kunden finden wir die optimale Lösung für eine spezifische Problemstellung im Bereich der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung oder Materialprüfung.