EP1891420A1 - Prüfung von bauteilen oder halbzeugen mit einer aufgeschäumten metallischen lage - Google Patents

Prüfung von bauteilen oder halbzeugen mit einer aufgeschäumten metallischen lage

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EP1891420A1
EP1891420A1 EP06722763A EP06722763A EP1891420A1 EP 1891420 A1 EP1891420 A1 EP 1891420A1 EP 06722763 A EP06722763 A EP 06722763A EP 06722763 A EP06722763 A EP 06722763A EP 1891420 A1 EP1891420 A1 EP 1891420A1
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EP
European Patent Office
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evaluation unit
component
semifinished product
image
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Prior art date
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Ceased
Application number
EP06722763A
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English (en)
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Inventor
Christoph Beichelt
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Wilhelm Karmann GmbH
Original Assignee
Wilhelm Karmann GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Wilhelm Karmann GmbH filed Critical Wilhelm Karmann GmbH
Publication of EP1891420A1 publication Critical patent/EP1891420A1/de
Ceased legal-status Critical Current

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N23/02—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material
    • G01N23/04—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material
    • G01N23/046—Investigating or analysing materials by the use of wave or particle radiation, e.g. X-rays or neutrons, not covered by groups G01N3/00 – G01N17/00, G01N21/00 or G01N22/00 by transmitting the radiation through the material and forming images of the material using tomography, e.g. computed tomography [CT]
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    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
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    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
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    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
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    • G01N2223/419—Imaging computed tomograph
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    • G01N2223/00—Investigating materials by wave or particle radiation
    • G01N2223/60—Specific applications or type of materials
    • G01N2223/615—Specific applications or type of materials composite materials, multilayer laminates

Definitions

  • the invention relates to a method for testing one or more semifinished product (s) or component (s), each comprising at least one foamed layer, which is formed with one or more types of blowing agent and with one or more types of metal powder, and at least one Solid metal layer include, according to the preamble of claim 1 and an apparatus according to the preamble of claim 15th
  • Such components are particularly light and at the same time very stiff due to the foam content, so that they are very useful in mobile units, such as motor vehicles, very advantageous as body parts, also for the reduction of energy introduced in an accident.
  • a forming and various processing can be carried out partly before and partly after foaming, so that even after foaming not necessarily a finished component is present, but the foamed part can also represent a semi-finished product.
  • the foamed part can also represent a semi-finished product.
  • the invention is based on the problem to achieve an improvement in quality control for components and / or semi-finished products of the type mentioned.
  • the invention solves this problem by a method having the features of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 15. With regard to advantageous embodiments of the invention, reference is made to the further claims 2 to 14 and 16. With the invention, a quick and comprehensive examination of the actually used parts is possible. Since the test is nondestructive, it does not have to be limited to sampling but can cover the entire batch of a production series. For example, one square meter of material can be tested and evaluated in less than a minute.
  • the foamed layer has a thickness of less than sixteen millimeters, so that the information from the radiation penetrating all layers can still sufficiently recognize individual structures. Likewise, it is favorable for this if the foamed layer shows no more than four pore layers one above the other over at least a substantial part of its area.
  • Sandwich components can be examined in which the foamed layer is installed between an upper and a lower solid metallic cover layer and therefore have smooth, dimensionally stable surfaces from the outside.
  • Particularly favorable may be provided for the test, a device which makes not only the radiation of the component or semifinished product, but also comprises an evaluation unit, with the errors in the foamed position can be seen and enlarged.
  • the evaluation unit provides for a sorting out for those parts in which individual errors of a exceed the threshold for the expansion or in which the ratio of fault expansion in relation to the total extent of the examined surface of the component is exceeded.
  • FIG. 1 is a schematic view of a device according to the invention when testing a plane semifinished product with a foamed layer
  • FIG. 2 shows a schematic view of two sectional images of sandwich composites with within the foamed layer at least in the first sectional image of quite uniform pore size and distribution and larger errors in the second sectional image
  • FIG. 3 shows a fluoroscopic image of a sample irradiated according to FIG. 1, detected by a line detector, FIG.
  • FIG. 4 shows a view similar to FIG. 3 of an image of a radiating underbody protection in an inverse view
  • FIG. 6 shows the detail of FIG. 5 after averaging has been carried out
  • FIG. FIG. 7 shows the detail according to FIG. 6 after determining a limit gray value and transferring the gray levels into a black and white image
  • FIG. 8 shows the detail according to FIG. 7 after reduction of the white protruding errors for sorting out small errors
  • FIG. 9 shows the detail of FIG. 8 after enlargement of the remaining white areas
  • Fig. 10 is a view similar to Fig. 9, after the evaluation unit surveying the error and labeling made with maximum extensions.
  • a powder mixture of one or more metallic powders for example an aluminum-silicon alloy, such as AlSi7 or AlSiI, on the one hand, and one or more gas-releasing blowing agents on the other hand, for example titanium hydride, prepared.
  • one or more metallic powders for example an aluminum-silicon alloy, such as AlSi7 or AlSiI
  • gas-releasing blowing agents for example titanium hydride
  • the powder thus formed may be about an extrusion between two rolls or a pulse compression or other one-dimensional densification perpendicular to the extension of the case to be formed powder layer, in particular with one or especially two solid metallic cover layers 2, 3, for example, AlMnI, and possibly also further powder layers are compacted to a foamable semi-finished product.
  • solid-metallic cover layers 2, 3 thereby metallic bonds between the or the cover layer (s) 2, 3 and Often, when using sheets that form visible surfaces from both sides, for example, in outer panels of cars, ships or aircraft, a sandwich-like structure with double-sided massive metallic cover layers 2, 3 is essential.
  • Such a semifinished product can be cut to size and then optionally subjected to a first deformation, for example, provided with characteristics, as described in DE 196 12 781 C1.
  • This forming can be done by known conventional one-sided or two-sided forming processes, such as by a deep-drawing process wherein one side already has its final contour.
  • the semifinished product can remain in its generally planar shape until the foaming of the one or more powder layers.
  • This semi-finished product is placed in an oven, so that an expansion takes place during subsequent foaming.
  • the foaming takes place at a temperature above the decomposition temperature of the propellant at which this gas splits off, and may be limited or free.
  • a further semifinished product or already finished component 4 with at least one then foamed layer 1 is formed.
  • a flat semifinished product or component 4 is present, the inner layer has grown in the oven from a non-foamed state of a thickness of one millimeter to a foamed layer 1 with a thickness of typically about ten millimeters.
  • the cover layers 2, 3 each have a thickness of about one millimeter.
  • the foamed layers 1 have a multiplicity of pores or bubbles 5 in approximately three to four layers on top of one another with cell walls 6 surrounding them.
  • FIG. 4 shows an image of an underbody protection 8 made of the sandwich material and produced by X-ray transmission in the structure according to FIG. 1, which, as shown in enlarged detail in FIG. 5, includes such defects 7 in addition to regular pore structures. These appear there in inverted representation as enlarged bright areas.
  • the informative value of such images is the better the thinner the foamed layer 1 is. It is acceptable if the foamed layer in a regular range not more than three to four layers of pores 5 above one another or about up to about twelve to sixteen millimeters thick (at 3-4 millimeters pore diameter).
  • the cover layers 2, 3 can each be one to 1.5 millimeters thick, up to a maximum of about 2.0 millimeters, without weakening the radiation too much during the passage or subsequently reducing the image information too much.
  • the image according to FIG. 4 has been created with the device 9 according to FIG. 1.
  • This comprises an X-ray source 10, 'an opposite line detector 11 and a feed for the intermediately or cyclically vorzube Anlagende semifinished product or component 4.
  • the test time for the component 4 can be significantly reduced, because this does not completely detected at once must be, but can be advanced during the irradiation. As a result, test times of well under one minute per square meter are possible.
  • the device 9 can therefore also be used in series production.
  • the device 9 comprises an evaluation unit 12, in which the images according to FIG. 5 can be evaluated as follows:
  • the evaluation unit 12 forms averages of the detected brightnesses in a first step.
  • a plurality of pixels for example squares with an edge length of seven pixels
  • the mean gray level being formed here and transmitted as gray scale value to the entire field.
  • the smoothed representation according to FIG. 6 results, in which individual pores 5 are no longer recognizable. This serves the purpose of evaluating only relevant - ie larger - errors 7.
  • the mean gray levels of the individual fields are converted into black or white colorations, wherein first of all a threshold value for the color intensity is defined above which the color is black and below the color white. ben will.
  • the relevant errors 7 then appear as white areas that are regular in the context of a tolerance as black areas.
  • the maximum extent of each individual error 7 can be measured and provided with a dimensional number (FIG. 10), whereby a threshold value can be predetermined or adjustable, above which an error 7 is no longer acceptable, so that the tested component or semifinished product 4 then sorted out.
  • a threshold value can be predetermined or adjustable, above which an error 7 is no longer acceptable, so that the tested component or semifinished product 4 then sorted out.
  • an error 7 with an extension of 185 is significant, which is above a threshold value of, for example, 50 millimeters.
  • the corresponding Part 4 would be sorted out of the series automatically.
  • the evaluation unit 12 can add up the entire relevant defect area (the white area in FIG. 9) and set it in relation to the total area detected. Again, after exceeding a threshold (for example, 10%), an automatic segregation can be made. The entire evaluation of an image only takes a few seconds.
  • a threshold for example, 10%
  • the defect areas 7 can be left transparent in the evaluated image, so that this image can be overlaid on the original obtained X-ray image of FIG. 5 and compared with this.
  • the evaluation unit 12 does not have to perform all the mentioned steps. In any case, an estimate of the accumulated error area and an estimate of the magnitudes of the largest detected error should be possible, at least by visual inspection on the screen. If in the described manner a semi-finished product 4 has been tested, this can be further processed after its examination in various ways, for example, total curved or otherwise formed or pressed at the edges to form flanges, drilled and polished on the surfaces and painted. A welding of several semi-finished products 4 with each other is possible.

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Abstract

Ein Verfahren zur Prüfung eines Halbzeugs oder Bauteils (4) , das zumindest eine aufgeschäumte Lage (1) , die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und zumindest eine massivmetallische Lage (2; 3) umfaßt, wird so durchgeführt, daß das Halbzeug oder Bauteil (4) von hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung, isbesondere Röntgenstrahlung durchstrahlt und das Transmissionsbild einer Auswerteeinheit (12) zugeführt wird.

Description

PRÜFUNG VON BAUTEILEN ODER HALBZEUGEN MIT EINER AUFGESCHÄUMTEN METALLISCHEN LAGE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung von einem oder mehreren Halbzeug (en) oder Bauteil (en), die jeweils zumindest eine aufgeschäumte Lage, die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und zumindest eine massivmetallische Lage umfassen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15.
Bei der Herstellung von solchen metallischen Schaumbauteilen oder Halbzeugen mit zumindest einer Lage, die ein Treibmittel und ein metallisches Pulver enthalten, werden diese Komponenten aus einer Pulverkonsistenz nach ihrer Vermischung zu einem schäumbaren Verbund zusammengeführt. Durch thermisch bedingte Abspaltungsprozesse des Treibmittels läßt sich in einem Ofen die Expansion des metallischen Schaumes erreichen.
Derartige Bauteile sind aufgrund des Schaumanteils besonders leicht und gleichzeitig sehr steif, so daß sie etwa in mobilen Einheiten, wie Kraftfahrzeugen, sehr vorteilhaft als Karosserieteile, auch zum Abbau von eingeleiteter Energie bei einem Unfall, einsetzbar sind.
Eine Umformung und verschiedene Bearbeitung kann teilweise vor und teilweise nach dem Aufschäumen durchgeführt werden, so daß auch nach dem Aufschäumen noch nicht zwingend ein fertiges Bauteil vorliegt, sondern das aufgeschäumte Teil auch noch ein Halbzeug darstellen kann. Um insbesondere für eine Serienfertigung Bauteile mit einer konstanten Dicke und konstanten mechanischen Eigenschaften, insbesondere Festigkeitseigenschaften zu erhalten, ist es erforderlich, in der aufgeschäumten Lage trotz der zumindest statistischen Verteilung im Auf- schäumprozeß eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung und Größe der durch die Abspaltung des Treibmittels gebildeten Poren sicherzustellen.
Hierzu ist eine Qualitätsprüfung nach dem Aufschäumen erforderlich, was angesichts der ungleichmäßigen Wärmeeinleitung und der statistischen Verteilung in der Schaumschicht besondere Maßnahmen erfordert.
Dabei ist es bekannt, die fertigen Bauteile oder Halbzeuge stichprobenartig durch Anfertigung von Schnitten und nachfolgende Sichtprüfung der Porengröße- und Verteilung an den Schnittkanten einer zerstörenden Werkstoffprüfung zu unterziehen. So können naturgemäß nur Stichproben geprüft werden. Über die unzerstörten und weiter zu verwendenden Bauteile oder Halbzeuge können nur Wahrscheinlichkeitsaussagen gemacht werden. Der Zeitaufwand für eine solche Prüfung ist zudem beträchtlich.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, für Bauteile und/oder Halbzeuge der genannten Art eine Verbesserung der Qualitätsprüfung zu erreichen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 14 und 16 verwiesen. Durch die Erfindung ist eine schnelle und umfassende Prüfung auch der tatsächlich weiterverwendeten Teile möglich. Da die Prüfung zerstörungsfrei ist, muß sie sich nicht auf Stichproben beschränken, sondern kann die gesamte Charge einer Produktionsserie erfassen. Beispielsweise kann ein Quadratmeter Material in weniger als einer Minute geprüft und ausgewertet werden.
Sofern vorteilhaft Röntgenstrahlung verwendet wird, lassen sich Bauteile oder Halbzeuge von erheblicher Dicke durchstrahlen. Dabei ist es insbesondere günstig, wenn die aufgeschäumte Lage eine Dicke von weniger als sechzehn Millimetern hat, so daß die Informationen aus der alle Schichten durchdringenden Strahlung noch hinreichend einzelne Strukturen erkennen lassen. Ebenso ist es günstig hierfür, wenn die aufgeschäumte Lage zumindest über einen wesentlichen Teil ihrer Fläche nicht mehr als vier Porenlagen übereinander zeigt.
Mit der Erfindung können vor allem auch für den Serieneinsatz sehr wichtige sog. Sandwich-Bauteile untersucht werden, bei denen die aufgeschäumte Lage zwischen einer oberen und einer unteren massivmetallischen Decklage eingebaut ist und die daher von außen glatte, maßhaltige Oberflächen aufweisen.
Besonders günstig kann für die Prüfung eine Vorrichtung vorgesehen sein, die nicht nur die Durchstrahlung des Bauteils oder Halbzeugs vornimmt, sondern auch eine Auswerteeinheit umfaßt, mit der Fehler in der aufgeschäumten Lage erkennbar und vermeßbar sind.
Dabei ist ein automatisierter und besonders schneller Ablauf möglich, wenn die Auswerteeinheit eine Aussortierung für solche Teile vorsieht, bei denen einzelne Fehler ei- nen Schwellwert für die Ausdehnung überschreiten oder bei denen das Verhältnis von Fehlerausdehnung im Verhältnis zur Gesamtausdehnung der untersuchten Fläche des Bauteils überschritten ist.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung .
In der Zeichnung zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bei Prüfung eines planebenen Halbzeugs mit einer aufgeschäumten Lage,
Fig. 2 eine schematische Ansicht zweier Schnittbilder von Sandwich-Verbünden mit innerhalb der aufgeschäumten Lage zumindest im ersten Schnittbild recht gleichmäßiger Porengröße und -Verteilung und größeren Fehlern im zweiten Schnittbild,
Fig. 3 ein von einem Zeilendetektor erfaßtes Durchleuchtungsbild einer nach Fig. 1 durchstrahlten Probe,
Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 eines Bildes eines durchstrahlten Unterbodenschutzes in In- versdarStellung,
Fig. 5 eine Ausschnittsvergrößerung entsprechend dem Detail V in Fig. IV,
Fig. 6 den Ausschnitt nach Fig. 5 nach Vornahme einer Mittelwertbildung, Fig. 7 den Ausschnitt nach Fig. 6 nach Feststellung eines Grenzgrauwerts und Überführung der Graustufen in ein Schwarz-Weiß-Bild,
Fig. 8 den Ausschnitt nach Fig. 7 nach Verkleinerung der weiß hervortretenden Fehler zum Aussortieren kleiner Fehler,
Fig. 9 den Ausschnitt nach Fig. 8 nach Vergrößerung der noch verbliebenen weißen Stellen,
Fig. 10 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 9, nachdem von der Auswerteeinheit Vermessungen der Fehler und Beschriftung mit maximalen Erstreckungen vorgenommen sind.
Für die Herstellung von mehrlagigen Metallbauteilen 4 mit zumindest einer aufgeschäumten Lage 1 wird zunächst eine Pulvermischung aus einem oder mehreren metallischen Pulvern, beispielsweise einer Aluminium-Silizium-Legierung, etwa AlSi7 oder AlSiI, einerseits, und einem oder mehreren gasabspaltenden Treibmitteln andererseits, beispielsweise Titanhydrid, angefertigt.
Das so gebildete Pulver kann etwa über ein Strangpreßverfahren zwischen zwei Walzen oder über ein Impulsverdichten oder anderes eindimensionales Verdichten lotrecht zur Erstreckung der dabei zu bildenden Pulverlage, insbesondere mit einer oder vor allem zwei massivmetallischen Deckschichten 2, 3, zum Beispiel aus AlMnI, und eventuell auch weiteren Pulverlagen zu einem aufschäumbaren Halbzeug verdichtet werden. Bei Verwendung von massivmetallischen Deckschichten 2, 3 entstehen dabei metallische Bindungen zwischen der oder den Deckschicht (en) 2, 3 und der hier einen aufschäumbaren Pulverlage 1. Häufig ist bei Verwendung von Blechen, die von beiden Seiten her sichtbare Oberflächen bilden, zum Beispiel bei Außenblechen von Autos, Schiffen oder Flugzeugen, ein sandwichartiger Aufbau mit beidseitigen massivmetallischen Deckschichten 2, 3 unabdingbar.
Ein solches Halbzeug kann zurechtgeschnitten und dann gegebenenfalls einer ersten Umformung unterzogen werden, etwa mit Ausprägungen versehen werden, wie in der DE 196 12 781 Cl beschrieben. Dieses Umformen kann durch bekannte übliche einseitige oder zweiseitige Umformverfahren, wie etwa durch ein Tiefziehverfahren, wobei eine Seite bereits ihre Endkontur erhält, erfolgen. Das Halbzeug kann jedoch bis zum Aufschäumen der einen oder mehreren Pulverlagen auch in seiner in der Regel planebenen Form verbleiben.
Dieses Halbzeug wird in einen Ofen eingelegt, so daß beim nachfolgenden Aufschäumen eine Expansion stattfindet. Das Schäumen erfolgt bei einer Temperatur oberhalb der Zersetzungstemperatur des Treibmittels, bei der dieses Gas abspaltet, und kann begrenzt sein oder auch frei erfolgen. Dadurch wird ein weiter zu verarbeitendes Halbzeug oder schon fertiges Bauteil 4 mit zumindest einer dann aufgeschäumten Lage 1 gebildet.
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel liegt ein planebenes Halbzeug oder Bauteil 4 vor, dessen innere Lage im Ofen von einem nicht aufgeschäumten Zustand einer Dicke von einem Millimeter zu einer aufgeschäumten Lage 1 mit einer Dicke von typisch etwa zehn Millimetern gewachsen ist. Die Decklagen 2, 3 haben jeweils eine Dicke von etwa einem Millimeter. Wie in den Schnittbildern der Figur 2 sichtbar ist, weisen die aufgeschäumten Lagen 1 eine Vielzahl von Poren oder Blasen 5 in etwa drei bis vier Lagen übereinander mit sie umgebenden Zellwänden 6 auf.
Sowohl durch das Aufschäumen selbst als auch durch eine eventuelle Verformung des aufgeschäumten oder noch nicht aufgeschäumten Halbzeugs kann es dazu kommen, daß ein signifikanter Anteil von Zellstegen 6 der Poren 5 reißt oder sich vorneherein zu große Blasen 7 bilden, wie im unteren Teil der Fig. 2 sichtbar ist. Dort sind einige erheblich vergrößerte Poren 7 parallel zu den Deckschichten 2, 3 erstreckt und schwächen die Stabilität des Bauteils. Diese vergrößerten zusammenhängenden Blasen 7 werden daher hier als Fehler bezeichnet.
In Fig. 4 ist ein mit Röntgentransmission im Aufbau nach Fig. 1 erstelltes Bild eines aus dem Sandwichmaterial hergestellten Unterbodenschutzes 8 dargestellt, der, wie im vergrößert herausgezeichneten Ausschnitt nach Fig. 5 sichtbar ist, neben regelmäßigen Porenstrukturen derartige Fehler 7 mit umfaßt. Diese erscheinen dort in invertierter Darstellung als vergrößerte helle Bereiche. Die Aussagefähigkeit solcher Bilder ist um so besser, je dünner die aufgeschäumte Schicht 1 ist. Dabei ist akzeptabel, wenn die aufgeschäumte Lage im regelmäßigen Bereich nicht mehr als drei bis vier Lagen von Poren 5 übereinander oder etwa bis zu ca. zwölf bis sechzehn Millimeter Dicke (bei 3-4 Millimetern Porendurchmesser) aufweist. Die Decklagen 2, 3 können jeweils einen bis 1,5 Millimeter dick sein, maximal bis ca. 2,0 Millimeter, ohne die Strahlung beim Durchgang zu sehr zu schwächen oder hinterher die Bildinformation zu sehr zu vermindern. Das Bild nach Fig. 4 ist mit der Vorrichtung 9 nach Fig. 1 erstellt worden. Diese umfaßt eine Röntgenquelle 10, ' einem gegenüberliegenden Zeilendetektor 11 und einen Vorschub für das dazwischen kontinuierlich oder getaktet vorzubewegende Halbzeug oder Bauteil 4. Gerade durch den Zeilendetektor 11 kann die Prüfungszeit für das Bauteil 4 erheblich verringert werden, weil dieses dadurch nicht komplett auf einmal erfaßt werden muß, sondern während der Bestrahlung vorgeschoben werden kann. Dadurch sind Prüfzeiten von deutlich unter einer Minute pro Quadratmeter möglich. Die Vorrichtung 9 ist daher auch in der Serienfertigung einsetzbar.
Weiterhin umfaßt die Vorrichtung 9 eine Auswerteeinheit 12, in der die Bilder nach Fig. 5 wie folgt ausgewertet werden können:
Die Auswerteeinheit 12 bildet in einem ersten Schritt Mittelwerte der erfaßten Helligkeiten. Hierzu werden in dem Bild nach Fig. 5 Teilflächen mit jeweils mehreren Pixeln (zum Beispiel Quadrate mit einer Kantenlänge von sieben Pixeln) zu einem Feld zusammengefaßt, hierin die mittlere Graustufe gebildet und diese als Graustufenwert auf das gesamte Feld übertragen. Anstelle der kleinen Strukturen in Fig. 5, die einzelne Poren 5 erkennen lassen, ergibt sich somit die geglättete Darstellung nach Fig. 6, in der Einzelporen 5 nicht mehr erkennbar sind. Dies dient der Zielsetzung, nur relevante - also größere - Fehler 7 auszuwerten.
Im Folgeschritt (Übergang von Fig. 6 zu Fig.7) werden die Mittelwertgraustufen der einzelnen Felder in Schwarzoder Weißfärbungen umgesetzt, wobei zunächst ein Schwellwert für die Farbintensität festgelegt wird, oberhalb deren die Farbe schwarz und unterhalb die Farbe weiß verge- ben wird. Die relevanten Fehler 7 erscheinen dann als weiße, die im Rahmen einer Toleranz regulären Bereiche als schwarze Flächen.
Da auch sehr viele kleine weiße Stellen in Fig. 7 sichtbar sind, derart kleine Fehler jedoch die Stabilität des Halbzeugs oder Bauteils 4 nicht gefährden, wird ein Erosionsoperator auf die weißen Flächen derart angewandt, daß diese umlaufend um jeweils eine Pixelreihe verkleinert werden, woraus sich das in Fig. 8 dargestellte Bild ergibt, bei dem eine Reihe von Fehlern 7 dadurch herausgefallen ist, daß diese nach Schwarzfärbung der äußeren Pixelreihe ganz verschwinden.
Um bei den danach noch verbliebenen Fehlern 7 wieder auf die ursprüngliche Größe zu gelangen, wird ein Dilatationsoperator auf die weißen Flächen im Übergang von Fig. 8 zu Fig. 9 angewandt, so daß diese wieder ihre ursprüngliche Größe erhalten.
In dem damit um kleine und unbedeutende Fehlstellen bereinigten und nur noch Schwarz-Weiß-Informationen enthaltenden Bild kann nun insbesondere automatisiert eine Vermessung und Zählung der Fehlstellen 7 vorgenommen werden:
Dabei kann einerseits die maximale Erstreckung jedes einzelnen Fehlers 7 gemessen und mit einer Maßzahl versehen werden (Fig. 10), wobei ein Schwellwert vorgegeben oder einstellbar sein kann, oberhalb dessen ein Fehler 7 nicht mehr akzeptabel ist, so daß das geprüfte Bauteil oder Halbzeug 4 dann aussortiert wird. Im Beispiel nach Fig. 10, das nicht den vorherigen Figuren entspricht, fällt ein Fehler 7 mit einer Ausdehnung von 185 (zum Beispiel Millimeter) ins Gewicht, der oberhalb eines Schwellwertes von zum Beispiel 50 Millimetern liegt. Das entsprechende Teil 4 würde damit automatisch aus der Serie aussortiert werden.
Ebenso kann die Auswerteeinheit 12 die gesamte relevante Fehlerfläche (in Fig. 9 die weiße Fläche) aufaddieren und ins Verhältnis zur insgesamt erfaßten Fläche setzen. Auch hier kann nach Überschreiten eines Schwellwerts (zum Beispiel 10%) eine automatische Aussonderung vorgenommen werden. Die gesamte Auswertung eines Bildes dauert nur wenige Sekunden.
Auch können in dem ausgewerteten Bild die Fehlerbereiche 7 transparent belassen werden, so daß dieses Bild in Durchsicht über das original erhaltene Röntgenbild nach Fig. 5 gelegt und mit diesem verglichen werden kann.
Um auch großflächige Fehler detektieren zu können, die zum Beispiel über eine große Erstreckung innerhalb einer einzelnen Lage ausgedehnt sind und damit die Zellwände 6 darüber oder darunter liegender Poren nicht beeinträchtigen, so daß das erfaßte Röntgenbild (Fig. 4) nur wenig gestört ist, kann zusätzlich eine Akustikprüfung des Bauteils 4 (Erfassen eines Resonanzechos bei großen Hohlräumen) oder eine Thermographieprüfung (Abbildung der Wärmeleitfähigkeit) durchgeführt werden. Auch eine Materialanalyse zur Erfassung unerwünschter innerer Oxidschichten kann zusätzlich möglich sein.
Die Äuswerteeinheit 12 muß nicht alle die genannten Schritte durchführen. In jedem Fall sollte eine Abschätzung der aufaddierten Fehlerfläche und eine Abschätzung der Größer des größten erfaßten Fehlers zumindest durch visuelle Kontrolle am Bildschirm möglich sein. Sofern in der geschilderten Weise ein Halbzeug 4 geprüft wurde, kann dieses auch nach seiner Prüfung in verschiedenen Weisen weiterverarbeitet werden, beispielsweise insgesamt gewölbt oder anders umgeformt oder an den Rändern zur Bildung von Flanschen eingedrückt, gebohrt sowie an den Flächen poliert und lackiert werden. Ein Verschweißen mehrerer Halbzeuge 4 miteinander ist möglich.

Claims

Ansprüche:
1. Verfahren zur Prüfung eines Halbzeugs oder Bauteils (4), das zumindest eine aufgeschäumte Lage (1), die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und zumindest eine massivmetallische Lage (2; 3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Halbzeug oder Bauteil (4) von hochenergetischer elektromagnetischer Strahlung durchstrahlt und das Transmissionsbild einer Auswerteeinheit (12) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Strahlung Röntgenstrahlung ist .
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die aufgeschäumte Lage (1) im Halbzeug oder Bauteil (4) eine Dicke von weniger als sechzehn Millimetern hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die aufgeschäumte Lage (1) im Halbzeug oder Bauteil über zumindest einen wesentlichen Anteil des ungestörten Teils ihrer Fläche weniger als vier übereinander liegende Poren (5) aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aufgeschäumten Lage (1) benachbart ober- und unterseitig jeweils eine massivmetallische Schicht (2;3) gelegen ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die massivmetallische Schicht (2;3) jeweils eine Dicke von weniger als zwei Millimetern aufweist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6r dadurch gekennzeichnet, daß zur Erfassung der transmittierten Strahlung ein Zeilendetektor (11) vorgesehen ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteeinheit (12) eine Größenausdehnung eines einzelnen Fehlers (7) im erfaßten Bild ermittelbar und mit einem Schwellwert vergleichbar ist .
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß von der Auswerteeinheit (12) ein Verhältnis der Ausdehnung von Fehlern (7) zur Ausdehnung des erfaßten Bildes ermittelbar und mit einem Schwellwert vergleichbar ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) eine Auflösungs- vergröberung durch Mittelwertbildung innerhalb von Teilausschnitten des erhaltenen Bildes vornimmt.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) Graustufen nach Helligkeit erfaßt und deren Umwandlung von Graustufen in Schwarz/Weiß-Informationen ober- und unterhalb eines Schwellwerts vornimmt.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) Verkleinerungen erfaßter Fehlstellen (7) im auszuwertenden Bild vornimmt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) anschließende Vergrößerungen noch verbleibender erfaßter Fehlstellen (7) im auszuwertenden Bild vornimmt
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß dieses gekoppelt mit einer Akustikprüfung und/oder Thermographieprüfung des Halbzeugs oder Bauteils (4) durchgeführt wird.
15. Vorrichtung (9) zur Prüfung zumindest eines Halbzeugs oder Bauteils (4), das zumindest eine aufgeschäumte Lage (1), die mit einer oder mehreren Sorten von Treibmittel und mit einer oder mehreren Sorten von Metallpulver gebildet ist, und zumindest eine massivmetallische Lage (2; 3) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (9) eine Quelle (10) für hochenergetische elektromagnetische Strahlung und eine Auswerteeinheit (12) umfaßt, die das nach Durchstrahlen des Halbzeugs oder Bauteils entstehende Transmissionsbild erfaßt und mit deren Hilfe Fehler in der aufgeschäumten Lage erkennbar und vermeßbar sind.
16. Vorrichtung (9) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit (12) eine Aussortierung für solche Teile (4) vorsieht, bei denen einzelne Fehler (7) einen Schwellwert für die Ausdehnung überschreiten und/oder bei denen das Verhältnis von Fehlerausdehnung im Verhältnis zur Gesamtausdehnung der erfaßten Fläche des Bauteils oder Halbzeugs (4) einen Schwellwert überschreitet .
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