Ultraschallbasierte Untersuchung rheologischer Eigenschaften von Polymeren für die Prozessüberwachung

  • Für unterschiedliche Fertigungsprozesse ist eine Überwachung der rheologischen Eigenschaften der verwendeten Materialen von großem Vorteil. So ist beispielsweise der Aushärte- beziehungsweise Polymerisationsgrad ein entscheidendes Qualitätsmerkmal der in Infusionsprozessen gefertigten Bauteile. Da die Ausbreitung von Ultraschallwellen von den rheologischen Eigenschaften des Trägermediums abhängen, lassen sich deren zeitliche Veränderungen durch Verfahren der Ultraschallprüfung verfolgen. Für die Kalibrierung der Messmethode wurde ein Sende-Empfangs Ultraschallprüfkopf in ein Rheometer mit beheizbarem Probehalter eingebaut. Eine oft verwendete Methode zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften ist die Laufzeitmessung bzw. die Messungen der Schallgeschwindigkeit. Die hierfür notwendige Transmissionsmessung beziehungsweise Extraktion des Rückwandechos schränkt jedoch die Anwendbarkeit in der Praxis ein. Deshalb wird anders als sonst üblich im Impuls Echo Verfahren ein SchallimpulsFür unterschiedliche Fertigungsprozesse ist eine Überwachung der rheologischen Eigenschaften der verwendeten Materialen von großem Vorteil. So ist beispielsweise der Aushärte- beziehungsweise Polymerisationsgrad ein entscheidendes Qualitätsmerkmal der in Infusionsprozessen gefertigten Bauteile. Da die Ausbreitung von Ultraschallwellen von den rheologischen Eigenschaften des Trägermediums abhängen, lassen sich deren zeitliche Veränderungen durch Verfahren der Ultraschallprüfung verfolgen. Für die Kalibrierung der Messmethode wurde ein Sende-Empfangs Ultraschallprüfkopf in ein Rheometer mit beheizbarem Probehalter eingebaut. Eine oft verwendete Methode zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften ist die Laufzeitmessung bzw. die Messungen der Schallgeschwindigkeit. Die hierfür notwendige Transmissionsmessung beziehungsweise Extraktion des Rückwandechos schränkt jedoch die Anwendbarkeit in der Praxis ein. Deshalb wird anders als sonst üblich im Impuls Echo Verfahren ein Schallimpuls während der rheologischen Messung in die Probe eingekoppelt. Für die Datenverarbeitung des Ultraschallsignals werden unterschiedliche Signalmerkmale analysiert, die Zugang zu Informationen über die rheologischen Eigenschaften ermöglichen. Um diese Merkmalsextraktion zu optimieren, werden zur Bewertung und Kalibrierung der verwendeten Auswertemethodik die synchron ermittelten Messwerte des Rheometers, wie die Viskosität, herangezogen. Es konnten versuchsübergreifend hohe Korrelationen zwischen gemessener Viskosität und Signalmerkmale ermittelt werden, was das Potential einer ultraschallbasierten Überwachung rheologischer Eigenschaften verdeutlicht.show moreshow less

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Metadaten
Author:Marcel AchzetGND, Benedict Schaller, Thomas SchlechORCiDGND, Florian F. LinscheidGND, Markus G. R. SauseORCiDGND
URN:urn:nbn:de:bvb:384-opus4-1046402
Frontdoor URLhttps://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/104640
URL:https://jahrestagung.dgzfp.de/
ISBN:978-3-947971-29-9OPAC
Parent Title (German):DACH-Jahrestagung 2023: Zerstörungsfreie Materialprüfung, 15. – 17. Mai 2023, Friedrichshafen
Publisher:Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung (DGZfP e.V.)
Place of publication:Berlin
Type:Conference Proceeding
Language:German
Year of first Publication:2023
Publishing Institution:Universität Augsburg
Release Date:2023/05/31
Institutes:Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Materials Resource Management
Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultät / Institut für Materials Resource Management / Professur für Mechanical Engineering
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Licence (German):CC-BY 4.0: Creative Commons: Namensnennung (mit Print on Demand)