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Ultraschall-Thermographie entdeckt Holzfehler

Ultraschall-Thermographie entdeckt Holzfehler

Materialfehler im Holz lassen sich mit der Leistungsultraschall-Thermographie bereits im Produktionsprozess zuverlässig aufdecken.

Forscher vom Fraunhofer-Institut für Holzforschung WKI in Braunschweig machen Fehler im Holz sichtbar, die sich mit bloßem Auge nicht entdecken lassen. Mit der Leistungsultraschall-Thermographie (LUS-Thermographie) spüren sie Längs- und Querrisse, Fehlverklebungen, Delaminationen und Schwarzäste auf. Hierfür versetzen sie die Holzplatte mit einem Ultraschallanreger in Schwingung. Mit 20 KHz (20 000 Mal pro Sekunde) wird das Bauteil bewegt. Im Bereich von Defekten reiben die Teile des Materials aneinander und produzieren so Wärme. Eine Wärmebildkamera macht diese an den Enden der Fehlstellen sichtbar, bei Haarrissen ist die Reibungswärme auch entlang der Risse zu erkennen. Mit bisherigen Methoden wie der mechanischen Werkstoffprüfung und mit elektrischen Messverfahren war das nicht möglich, sie arbeiten weit weniger zuverlässig.

„Wir können die Fehlstellen schon im Rohholz ausfindig machen. Das ist wichtig, da der Ausschuss früh erkannt werden muss, bevor das Material teuer und zeitaufwändig weiterbearbeitet werden muss“, sagt Diplomphysiker Peter Meinlschmidt vom WKI. Dabei spielt es keine Rolle, ob es sich um Eiche, Nussbaum oder Buche handelt. Dies gilt auch für die Beschaffenheit des Holzes – die mit einem Monitor verbundene Thermographiekamera zeigt Fehler auch in feuchten Bauteilen an.

Wie weit die Wissenschaftler in das Material vordringen können, hängt von der Wärmeleitfähigkeit des Holzes ab, möglich sind bis zu 20 mm. Die Prüfmethode ist zerstörungsfrei. Lediglich beim Anlegen des Ultraschallanregers entstehen kleine Druckstellen, was beim Rohholz aber nicht von Bedeutung ist.
 

Fraunhofer WKI

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