Thermografie visualisiert zuverlässig die Qualität

Wärmebildaufnahmen Thermografie visualisiert zuverlässig die Qualität

16.04.2025 Quelle: Fraunhofer IWU 1 min Lesedauer

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU

GLYN GmbH & Co. KG

Sick AG

FAULHABER SA

Die Qualitätskontrolle in der Warmumformung erfolgt oft erst nach einer Abkühlung des Werkstücks: Herkömmliche Methoden der optischen Qualitätssicherung funktionieren bei heissen Teilen nur eingeschränkt. Einen vielversprechenden Lösungsansatz verfolgt das Projekt GreenHiTemp mit Wärmebildaufnahmen, die zuverlässige Prognosen noch im Prozess anstelle nachgelagerter Kontrollen ermöglichen.

Thermografisches Overlay für einen im Presshärteverfahren hergestellten B-Säulenfuss. Dabei handelt es sich um das Bauteil, das die B-Säule eines Fahrzeugs (dort rastet die vordere Tür ein) mit der Bodengruppe verbindet. Dieses Temperaturbild erlaubt zusammen mit der Aufnahme der flachen Platine die Vorhersage der Härte und damit der Qualität des Teils. (Bild: Fraunhofer IWU) — Thermografisches Overlay für einen im Presshärteverfahren hergestellten B-Säulenfuss. Dabei handelt es sich um das Bauteil, das die B-Säule eines Fahrzeugs (dort rastet die vordere Tür ein) mit der Bodengruppe verbindet. Dieses Temperaturbild erlaubt zusammen mit der Aufnahme der flachen Platine die Vorhersage der Härte und damit der Qualität des Teils.
(Bild: Fraunhofer IWU)

Das Fraunhofer IWU erforscht dabei gemeinsam mit der InfraTec GmbH die Vorteile der Thermografie im Anwendungsfall des Presshärtens. Dieses Verfahren kombiniert die Vorteile der Wärmebehandlung und der Umformung. Es erlaubt die Herstellung hochfester und gleichzeitig besonders leichter Karosserieteile. Ein Beispiel dafür sind

B-Säulen. Die in Wärmebildaufnahmen ermittelten Temperaturen des Werkstücks erlauben zuverlässige Rückschlüsse auf dessen Qualität.

Bildergalerie

Noch glühende, flache Platine vor dem Umformschritt mit darüber projizierter, thermografischer Aufnahme. (Bild: Fraunhofer IWU)

100 Prozent der Teile können ohne Zeitverlust überprüft werden

Über ein entsprechend trainiertes KI-Modell ist damit eine Härtevorhersage des Bauteils möglich. Mitarbeitende in der Produktion können anhand eines einfachen Farbschemas erkennen, welche Stellen des Bauteils nicht in Ordnung sind bzw. ob das gesamte Bauteil nach Ende des Umformprozesses als ›in Ordnung‹ oder ›fehlerhaft‹ gelten kann. Durch diese frühzeitige Transparenz werden Trends erkennbar, rechtzeitige Eingriffe in den Prozess sind möglich.

Ein kurzer Blick auf den Monitor ersetzt minutenlange Prüfprozedur

Bisherige Prüfungen müssen sich allein aus Zeitgründen auf Stichproben begnügen. Rund sieben Minuten würde es selbst bei einem vollautomatisierten Prüfprozess dauern, insgesamt 88 Messpunkte abzuarbeiten; teilweise käme nur eine zerstörende Prüfung in Betracht. Werden dabei Fehler entdeckt, muss mitunter ›sicherheitshalber‹ eine gesamte Charge vernichtet werden – mit GreenHiTemp lässt sich also Ausschuss in erheblichem Umfang vermeiden – für eine deutlich ressourcenschonendere und effizientere Produktion.

Das Forschungsvorhaben «GreenHiTemp – Entwicklung eines Grünen Digitalen Zwillings für dynamische, hochtemperierte Fertigungsprozesse zur Steigerung der Ressourceneffizienz» wird vom BMUV (deutsches Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz) im Zuge seines Förderprogramms «Digiress» unterstützt. Digiress fördert Digitalisierungsprojekte, die zu einem besseren Schutz und einer effizienteren Nutzung von Ressourcen beitragen. Projektträger ist der VDI.

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Stand: 08.12.2025

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