Einsatz der diagnostischen Ultraschalltechnik zur Prozess- und Bauteilanalyse bei der Fluidinjektionstechnik

Für eine effiziente und zuverlässige Qualitätssicherung im Bereich der Fluidinjektionstechnik ist eine geeignete Prozessüberwachung von großer Bedeutung. Die diagnostische Ultraschallmesstechnik bietet sich in diesem Kontext als durchdringendes und zerstörungsfreies Messverfahren zur Online-Überwachung des Prozessverlaufs an. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei unterschiedliche Formteilgeometrien analysiert, die jeweils für einen Großteil der mittels der FIT hergestellten Bauteile repräsentativ sind. Die diesbezüglichen Formteileinsätze erlauben dabei sowohl eine Online-Ultraschallanalyse als auch eine synchrone Erfassung von Werkzeuginnendrücken und -temperaturen. Aufgrund des hochdynamischen Spritzgießprozesses ändern sich die Materialeigenschaften der untersuchten Thermoplaste während der Formgebung stetig. Um eine weiterführende Interpretation der Ultraschallmessungen zu erlauben, wird im Rahmen dieser Arbeit eine Ultraschallmesszelle zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften unter stationären Bedingungen vorgestellt. Die Prozessanalysen der FIT zeigen, welchen Einfluss ausgewählte Fertigungs-und Prozessparameter auf die resultierenden Schalllaufzeiten innerhalb des Bauteils nehmen. Der Weiteren zeigen die Ergebnisse, inwiefern sich mittels der Ultraschallmesstechnik eine Vielzahl charakteristischer Prozesspunkte und -phasen online detektieren und bewerten lassen. Letztlich ist für die Gewährleistung qualitäsrelevanter Merkmale eine Online-Erfassung innerer Formteilmerkmale wie z. B. der Restwanddicke oder die Detektion von Formteildefekten von großer Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit werden diese Aspekte daher detailliert analysiert. Ferner wird ein innovativer Ansatz zur Berechnung von Temperaturprofilen basierend auf den Ergebnisse der Ultraschallanalyse vorgestellt.