LUISE

Im Zusammenhang mit dem wachsenden Einsatz moderner Leichtbauwerkstoffe, insbesondere kohlefaserverstärkter und glasfaserverstärkter Kunststoffe (CFK, GFK) und Verbundwerkstoffe in Sandwichstruktur, stellt sich die Frage nach effizienten und robusten zerstörungsfreien Prüfmethoden, die sowohl während der Fertigung als auch bei der Instandhaltung eingesetzt werden können. Die bekannten Ultraschallprüftechniken benötigen flüssige Koppelmittel zur Ankopplung der Ultraschallprüfköpfe an die Materialoberfläche. Die Oberflächen von Faserverbundwerkstoffen dürfen jedoch meist nicht mit einem solchen Koppelmittel in Kontakt kommen. Eine Alternative ist die Ankopplung der Ultraschallwandler über die Luft. Dazu sind jedoch spezielle, hocheffiziente und breitbandig arbeitende Wandler notwendig, die derzeit nur eingeschränkt zur Verfügung stehen.

An der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung wurde ein vielversprechender Ansatz für die Erzeugung von energiereichen, breitbandigen Luftultraschallpulsen unter Ausnutzung des thermoakustischen Effekts entwickelt und im Labormaßstab getestet. Bei diesem Verfahren wird durch Anlegen einer Spannung ein Leiter erwärmt und die ihn umgebende Luft expandiert, wodurch eine Schallwelle entsteht.

Im Projekt LUISE soll die thermoakustische Ultraschallerzeugung weiterentwickelt und mit geeigneten Ultraschallempfängern zu einem leitungsfähigen Ultraschallprüfkopf für den Impuls-Echo-Betrieb kombiniert werden. Die Anwendbarkeit dieses Prüfkopfes für die luftgekoppelte Prüfung moderner Leichtbaukomponenten im industriellen Umfeld soll demonstriert und validiert werden. Nach erfolgreicher Validierung steht ein neuartiges Verfahren für die zerstörungsfreie Prüfung mit Ultraschall ohne Koppelmittel zur Verfügung, mit dem eine Prüfung von Bauteilen auch bei eingeschränkter, einseitiger Zugänglichkeit möglich wird.

Die Verwertung der Ergebnisse kann nach anschließender Weiterentwicklung über Lizenzverkäufe oder eine Ausgründung erfolgen.