Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWMAutomatisierte großflächige Rastermessungen von Eigenspannungen über die cosα-Methode
Abb.: Rastermessung an einer laserbearbeiteten Stahlprobe: 625 Messungen mit jeweils untersuchter Fläche 2 x 2 mm² pro Position.
Plastische Verformungen in einem Bauteil führen zu internen, mechanischen Spannungen, die als Eigenspannungen bezeichnet werden. Mit der Kenntnis der vorliegenden lokalen Verteilung der Eigenspannungen ist es möglich, die Fertigungs- und Bearbeitungsprozesse eines Bauteils anzupassen, sodass ein sicherer und nachhaltiger Einsatz gewährleistet ist.
Über die neuartige cosα-Methode mit einem mobilen Diffraktometer können innerhalb einer Minute Eigenspannungen punktuell bestimmt werden. Somit sind nun erstmals engmaschige und großflächige Rastermessungen in Verbindung mit einem Roboterarm möglich. Solche Messungen können an verschiedensten Werkstoffen wie Metallen (Stahl, Aluminium) oder Keramiken durchgeführt werden. Unter Berücksichtigung des Eigenspannungszustandes können anschließend Lebensdauerbewertungen durchgeführt werden, um konkrete Einsatzzeiten für ein Bauteil unter definierten Einsatzbedingungen zu berechnen.
Hierdurch entstehen neue Möglichkeiten für unterschiedliche Industrien. Es können beispielsweise Eigenspannungsgradienten in Schweißverbindungen detailliert untersucht werden oder Oberflächen additiv gefertigter Komponenten bewertet werden.