Daniel Wilhelm
Ihr 3D-Messtechnik Spezialist für taktile Messtechnik.
Deformationsanalyse
– Die Welt ist nicht perfekt
Sobald ein Produkt seinen Herstellungsprozess durchlaufen hat, ist es inneren und äußeren Einflüssen ausgesetzt.
Dadurch verändert sich das Produkt, bis es seine vorgesehenen Eigenschaften nicht mehr besitzt und entsorgt werden muss. Dieser Prozess ist weder aufzuhalten noch im Detail vorher zu sehen. Für Fehler- und Optimierungsanalysen von innenliegenden Strukturen eignet sich das Verfahren der industriellen Computertomographie.
Durch das analysieren empirisch erhobener Daten in From von visuellen Messberichten können jedoch die Herstellungsprozesse so verbessert werden, dass die Verformung des Produkts so lange wie möglich aufgehalten wird. Ermöglicht wird dies durch eine Deformationsanalyse.
Der Verformung auf die Spur kommen
Die Deformationsanalyse ist ein Verfahren, bei dem geometrische Veränderungen an einem Bauteil detektiert und validiert werden können. Vor allem durch moderne Verfahren der 3D Messtechnik werden hochpräzise Ergebnisse ermöglicht.
Das gilt sowohl für schleichend auftretende Prozesse wie schlagartig auf das Produkt wirkende Einflüsse. Typische Fälle, die eine Deformation auslösen können sein:
- Kollisionen
- Explosionen und Implosionen
- Volumenveränderung durch chemische oder physikalische Einflüsse
- Thermische Einflüsse von Außen
- Dauerbelastungen
Die Kollision ist ein klassischer Fall für eine Deformationsanalyse. Die Konstruktion von sicheren Fahrgastzellen von PKW wäre ohne eine valide Deformationsanalyse überhaupt nicht möglich.
Darum gehört das gründliche Vermessen des Wracks nach einem Crash Test zur Deformationsanalyse im Fahrzeugbau dazu.
Explosionen und Implosionen sind besonders massive Fälle von Deformationen. Sie ziehen meist die vollständige Zerstörung des Bauteils nach sich. Dennoch gibt es zahlreiche Fälle, in denen das genaue Verhalten eines Produkts während einer Explosion relevant ist.
Beispiele für eine chemische oder physikalische Einflüsse für die Deformation eines Bauteils führen sind:
- Aufquellen bei Kontakt mit Feuchtigkeit
- Ausdiffundieren von Inhaltsstoffen (z.B. Versprödung von Gummi)
- biologische Prozesse
Wärme oder Kälte können vor allem bei Kunststoffen zu einer bleibenden Verformung führen.
Das Bestimmen der thermischen Grenzen ist bei komplex geformten Bauteilen aus Plastik deshalb ein klassischer Fall für eine Deformationsanalyse beispielsweise in der optischen 3D Messtechnik.
Die Dauerbelastung auf Strukturen lässt sich durch eine Deformationsanalyse und -monitoring besonders gut umsetzen.
Hier sind es meistens technische Bauwerke wie Brücken, Tunnels und Talsperren, welche per Deformationsanalyse auf unerwünschte Bewegungen hin untersucht werden können.
Deformationsanalyse – Einfach umsetzbar
Die Möglichkeiten der Modernen Technik macht viele Verfahren nicht nur grundsätzlich durchführbar – durch das geschickte Nutzen vorhandener Technologien und Synergieeffekten werden diese Ansätze auch erstaunlich preiswert.
Zwar ist das aufwändige Scanverfahren per Laser nach wie vor im Punkt Präzision unerreicht. Doch besonders bei der Deformationsanalyse ist eine dermaßen hohe Auflösung meist überhaupt nicht nötig.
Hier ist es die Fotometrie, welche deutlich schneller, einfacher und vor allem preiswerter die gewünschten Ergebnisse in ausreichender Präzision liefern kann. Alles, was dazu benötigt wird ist eine Anzahl fest installierter Kameras.
Mit Vorher-Nachher Vergleichen oder mit Langzeitbeobachtungen können durch die digitale Fotometrie alle relevanten Daten erhoben und überwacht werden. Notwendig dazu ist eine leistungsstarke Software, die sich mit beliebigen Parametern ausstatten lässt, wie eine mit Autofokus und Zoom ausgestatte 2D Kamera, die wiederholgenaue Bilder ermöglicht.
Visuell darstellbare Deformationen oder Alarmfunktionen sind hierzu die üblichen Anwendungen. Digitalkameras mit einer ausreichenden Auflösung sind heute im Low-Cost Bereich angekommen. Die Software verteuert die Tools zur Deformationsanalyse ebenfalls nicht wesentlich.
So bekommt man mit einfachen Mitteln schnell ein zuverlässiges und langlebiges System, mit dem sich dauerhaft valide Daten ermitteln lassen.
Das Deformationsmonitoring durch Fotometrie ist damit ein wichtiger Beitrag, die Qualität und die Sicherheit von Produkten und Strukturen nachhaltig zu verbessern.
