DE102008040048A1 - Method for detecting imperfections, leakage paths or pore distribution in units, involves inserting thin resin with contrast unit in imperfection, leakage path or pores in component, where resin is placed in imperfection, leakage path - Google Patents

Method for detecting imperfections, leakage paths or pore distribution in units, involves inserting thin resin with contrast unit in imperfection, leakage path or pores in component, where resin is placed in imperfection, leakage path Download PDF

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Abstract

The method involves inserting a thin resin with a contrast unit in an imperfection, a leakage path or pores in a component. The resin is hardened and placed in the imperfection, leakage path or pores by a vacuum proof process. The cross sections of a structure are prepared for a microscopic investigation.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Detektion von Fehlstellen, Leckagepfaden und/oder Porenverteilungen an Bauteilen.The Invention relates to a method for detecting defects, Leakage paths and / or pore distributions on components.

Fehlstellen und/oder Leckagepfade an Bauteilen sind zum Beispiel Risse, Spalte, Lunker, Poren oder Blasen mit einer Verbindung zur Oberfläche im Werkstoff des Bauteils oder, wenn das Bauteil als Verbundbauteil gefertigt ist, Spalte zwischen einzelnen Materialschichten. So kann sich zum Beispiel bei Kunststoffteilen, die ein Einlegeteil enthalten, ein Spalt zwischen dem Einlegeteil und dem Kunststoff bilden.defects and / or leakage paths on components are, for example, cracks, gaps, Voids, pores or bubbles with a connection to the surface in the material of the component or, if the component is manufactured as a composite component is, gaps between individual material layers. So can to Example of plastic parts containing an insert, a gap form between the insert and the plastic.

Zur Detektion von Rissen ist es zum Beispiel bekannt, eine Oberfläche eines Werkstückes mit einem fluoreszierenden Farbstoff so zu behandeln, dass dieser in die Risse eindringt. Abschließend wird die Oberfläche gereinigt und die Oberfläche wird betrachtet oder fotografiert. Der in die Risse eingedrungene Farbstoff wird durch die Reinigung nicht entfernt, so dass durch Fluoreszenz Risse detektiert werden können. Dieses Verfahren eignet sich jedoch nicht, um zum Beispiel die Tiefe und Struktur eines Risses zu erkennen. Es ist lediglich detektierbar, ob an der Oberfläche Risse enthalten sind.to Detection of cracks, it is known, for example, a surface of a workpiece with a fluorescent dye to treat this penetrates into the cracks. Finally, the surface is cleaned and the surface is viewed or photographed. The penetrated into the cracks Dye is not removed by the cleaning, so by Fluorescence cracks can be detected. This method is suitable but not, for example, the depth and structure of a crack to recognize. It is only detectable if there are cracks on the surface are included.

Alternativ ist es zum Beispiel aus der Untersuchung von Schweißnähten bekannt, Röntgenverfahren einzusetzen. Hierzu wird die Schweißnaht geröntgt und durch unterschiedliche Durchlässigkeiten für Röntgenstrahlen können Fehlstellen und/oder Leckagepfade erkannt werden. Eine dreidimensionale Untersuchung ermöglichen beispielsweise Röntgencomputertomographie-Verfahren. Um Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilungen durch Röntgencomputertomographie-Verfahren zu erkennen, ist es jedoch notwendig, dass das zu untersuchende Bauteil unterschiedliche Absorption, Transmission und Reflexion der Röntgenstrahlung aufzeigt, um auf den erstellten Bildern Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilungen erkennen zu können. Ein weiterer Nachteil ist, dass Röntgencomputertomographie-Verfahren nur eine eingeschränkte Auflösung liefern und so insbe sondere Mikrorisse und kleine Fehlstellen nicht erkannt werden. Zudem ist es im allgemeinen schwierig, den tatsächlichen Leckagepfad zu lokalisieren.alternative is it known for example from the study of welds, X-ray method use. For this purpose, the weld is x-rayed and by different Transmittances for X-rays can Defects and / or leakage paths are detected. A three-dimensional investigation enable For example, X-ray computed tomography method. For defects, leakage paths and / or pore distributions by X-ray computed tomography method However, it is necessary that the one to be investigated Component different absorption, transmission and reflection the X-ray radiation points to the images created flaws, leakage paths and / or to recognize pore distributions. Another disadvantage is that X-ray computed tomography method only a limited resolution supply and so in particular special micro-cracks and small imperfections not be recognized. Moreover, it is generally difficult to get the actual Leakage path to locate.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Detektion von Fehlstellen, Leckagepfaden und/oder Porenverteilungen an Bauteilen umfasst folgende Schritte:

  • (a) Einbringen eines dünnflüssigen Harzes mit einem darin enthaltenen Kontrastmittel in Fehlstellen, Leckagepfade und Poren im Bauteil,
  • (b) Aushärten des Harzes,
  • (c) Detektieren der Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilung durch ein Röntgenverfahren,
  • (d) gegebenenfalls Anfertigen von Gefügeschliffen und mikroskopische Begutachtung der Gefügeschliffe.
The method according to the invention for the detection of defects, leakage paths and / or pore distributions on components comprises the following steps:
  • (a) introducing a low-viscosity resin with a contrast agent contained therein into defects, leakage paths and pores in the component,
  • (b) curing the resin,
  • (c) detecting the defects, leakage paths and / or pore distribution by an X-ray method,
  • (d) if necessary, preparation of microstructures and microscopic examination of microstructures.

Unter mikroskopischer Begutachtung im Sinne der vorliegenden Erfindung werden sowohl lichtmikroskopische Untersuchungen als auch elektronenmikroskopische Untersuchungen verstanden. Durch die gegebenenfalls durchgeführte mikroskopische Begutachtung wird die Auflösung gesteigert. Zudem verursachen Metalle bei computertomographischen Untersuchungen Überstrahlungsartefakte. Dieser Nachteil wird durch die mikroskopische Begutachtung umgangen.Under microscopic examination in the sense of the present invention Both light microscopy and electron microscopy Investigations understood. Through the optionally performed microscopic Appraisal becomes the resolution increased. In addition, metals cause in computed tomography Investigations Blasting artifacts. This Disadvantage is circumvented by the microscopic examination.

Wenn eine mikroskopische Untersuchung durchgeführt wird, ist es vorteilhaft, wenn das dünnflüssige Harz zwei Kontrastmittel enthält. Ein Kontrastmittel für die Untersuchung durch das Röntgenverfahren und ein Kontrastmittel für die mikroskopische Begutachtung.If a microscopic examination is performed, it is beneficial if the thin-bodied resin contains two contrast agents. A contrast agent for the examination by the X-ray method and a contrast agent for the microscopic examination.

Durch Einbringen eines dünnflüssigen Harzes mit einem darin enthaltenen Kontrastmittel in die Fehlstellen, Leckagepfade, Risse und Porenverteilungen im Bauteil wird ein gegenüber dem umgebenden Material verändertes Transmissions- bzw. Absorptionsverhalten für die Röntgenstrahlung erzielt. Hierdurch wird die Sichtbarkeit der zu detektierenden Fehlstelle auf einer zu tätigenden Aufnahme verbessert.By Introduction of a low-viscosity resin with a contrast agent contained in the defects, leakage paths, Cracks and pore distributions in the component will be opposite to the surrounding material changed Transmission or absorption behavior achieved for the X-ray. hereby the visibility of the defect to be detected on a to be employed Recording improved.

Durch die Verwendung eines dünnflüssigen Harzes mit dem darin enthaltenen Kontrastmittel, erfolgt ein Einbringen auch in Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren mit kleinen Abmessungen, das heißt mit Abmessungen, die auch im Mikrometer- oder Nanometerbereich liegen können. Im Allgemeinen können Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren mit minimalen Abmessungen von mindestens 2 μm detektiert werden.By the use of a low-viscosity resin with the contrast agent contained therein, an introduction takes place also in imperfections, leakage paths and / or pores with small dimensions, this means with dimensions that are also in the micrometer or nanometer range can. In general, you can Defects, leakage paths and / or pores with minimal dimensions of at least 2 μm be detected.

Wenn mehr als ein Kontrastmittel eingesetzt wird, ist es bevorzugt, wenn alle verwendeten Kontrastmittel in dem dünnflüssigen Harz, das in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingebracht wird, enthalten sind.If more than one contrast agent is used, it is preferred if all the contrast agents used in the low-viscosity resin, which are in the flaws, Leakage paths and / or pores is introduced, are included.

Wenn als Harz ein Zwei-Komponenten-System eingesetzt wird, ist es weiterhin bevorzugt, dass die Topfzeit mindestens 30 Minuten beträgt. Unter Topfzeit ist dabei die Dauer der Bearbeitungsmöglichkeit des Zweikomponenten-Materials nach der Vermischung mit dem Härter zu verstehen. Das Ende der Topfzeit zeigt sich zum Beispiel durch einen starken Viskositätsanstieg an, der eine weitere Verarbeitung des Materials verhindert. Durch die hinreichend große Topfzeit wird erzielt, dass das Harz vollständig auch in kleine Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren des Bauteils eindringen kann.When a two-component system is used as the resin, it is further preferable that the pot life is at least 30 minutes. Under pot life is the duration of the processing possibility of the two-component material after the To understand mixing with the hardener. The end of the pot life is indicated for example by a strong increase in viscosity, which prevents further processing of the material. Due to the sufficiently long pot life is achieved that the resin can penetrate completely into small imperfections, leakage paths and / or pores of the component.

Geeignete Harze, die das Kontrastmittel enthalten, liegen zunächst flüssig vor und härten dann aus. Dies sind insbesondere Zweikomponenten-Systeme, die üblicherweise aus einem Bindemittel und einem Harter bestehen. Nach dem Zusammenmischen von Bindemittel und Härter liegt die Mischung zunächst flüssig vor und härtet dann zu dem Harz aus. Im Allgemeinen bilden solche Zweikomponenten-Systeme duroplastische Harze. Es ist aber auch möglich, dass durch Reaktion von Bindemittel und Harter thermoplastische Harze gebildet werden.suitable Resins that contain the contrast agent are initially liquid and harden then off. These are in particular two-component systems, which are usually consist of a binder and a hardener. After mixing together of binder and hardener the mixture is first liquid before and hardens then to the resin. In general, such two-component systems form thermosetting resins. But it is also possible that by reaction of binder and hard thermoplastic resins are formed.

Unter dünnflüssig im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass das Harz, das in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingebracht wird, eine Viskosität von maximal 40 mPas, mehr bevorzugt von maximal 20 mPas und insbesondere von maximal 10 mPas aufweist. Weiterhin ist es bevorzugt, wenn das Harz eine nur geringe Oberflächenspannung aufweist. Die Viskosität und die Oberflächenspannung lassen sich zum Beispiel durch Zugabe geeigneter Additive und Lösungsmittel einstellen. Geeignete Additive zur Einstellung der Oberflächenspannung sind zum Beispiel Tenside. Die Additive und Lösungsmittel sind vorzugsweise reaktive Komponenten, die mit den Harzkomponenten reagieren können.Under low viscosity in the The meaning of the present invention is that the resin, that introduced into the flaws, leakage paths and / or pores is a viscosity of a maximum of 40 mPas, more preferably of a maximum of 20 mPas and in particular of a maximum of 10 mPas. Furthermore, it is preferred if the Resin a low surface tension having. The viscosity and the surface tension can be, for example, by adding suitable additives and solvents to adjust. Suitable additives for adjusting the surface tension are, for example, surfactants. The additives and solvents are preferred reactive components that can react with the resin components.

Geeignete Harze, die zum Einbringen in die Fehlstellen, Leckagepfade, Risse und/oder Poren für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet werden können, sind zum Beispiel Epo xidharze oder modifizierte Epoxidharze, zum Beispiel bifunktionelle oder polyfunktionelle Bisphenol A- oder Bisphenol F-Harze, Epoxy-Novolak-Harze, bromierte Epoxidharze, Polyphenylensulfide, Polyoxymethylene, Polyaryletherketone, Polyetheretherketone, Polycarbonate, Polybutylenterephthalate, Polyethylenterephthalate, Polyimide, Polyimidharze, Cyanatester, Bismaleimid-Triazin-Harze, Vinylesterharze, Polyester, Polyesterharze, Polyaniline, Phenolharze, Polymethylmethacrylat, Polyethylendioxytiophene, Melaminharze, Fluorharze, allylierter Polyphenylen-Ether, Polyetherimide, Polyphenylenoxide, Polysulfone, Polyarylamide, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere, Acrylnitril-Styrol-Acrylate, Styrol-Acrylnitril-Copolymere und Polyurethane. Besonders bevorzugt sind jedoch Epoxidharze, Polymethylacrylat und Polyurethane.suitable Resins for insertion into the flaws, leakage paths, cracks and / or pores for that inventive method can be used For example, epoxy resins or modified epoxy resins, for example Example bifunctional or polyfunctional bisphenol A or Bisphenol F resins, epoxy novolac resins, brominated epoxy resins, polyphenylene sulfides, Polyoxymethylenes, polyaryletherketones, polyetheretherketones, polycarbonates, polybutyleneterephthalates, Polyethylene terephthalates, polyimides, polyimide resins, cyanate esters, Bismaleimide-triazine resins, vinyl ester resins, polyesters, polyester resins, Polyanilines, phenolic resins, polymethylmethacrylate, polyethylenedioxytiophenes, Melamine resins, fluororesins, allylated polyphenylene ethers, polyetherimides, Polyphenylene oxides, polysulfones, polyarylamides, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers, Acrylonitrile-styrene-acrylates, styrene-acrylonitrile copolymers and polyurethanes. However, epoxy resins, polymethyl acrylate and Polyurethanes.

Das Kontrastmittel, das in dem Harz enthalten ist, ist vorzugsweise eine im Harz lösliche oder unlösliche Verbindung, die Elemente höherer Dichte enthält. Die Ordnungszahl der Elemente, die in den Verbindungen enthalten sind, ist vorzugsweise größer als 20, insbesondere größer als 40. Geeignete Kontrastmittel sind zum Beispiel Zinnverbindungen, Iodverbindungen, Bismutverbindungen, Wolframverbindungen, Cerverbindungen, Bariumverbindungen oder Mischungen von zwei oder mehreren dieser Verbindungen.The Contrast agent contained in the resin is preferable a resin soluble or insoluble Connection, the elements higher Contains density. The ordinal number of the elements contained in the connections are preferably greater than 20, in particular greater than 40. Suitable contrast agents are, for example, tin compounds, iodine compounds, Bismuth compounds, tungsten compounds, cerium compounds, barium compounds or Mixtures of two or more of these compounds.

Als Zinnverbindung eignet sich zum Beispiel Zinn(II)ethylenglykolat, als Jodverbindung wird zum Beispiel Jodoform eingesetzt. Eine geeignete Bismutverbindung ist zum Beispiel Bismut-2-ethylhexanoat, eine geeignete Wolframverbindung ist beispielsweise Wolframcarbonyl, als Cerverbindung eignet sich beispielsweise Octa-Soligen Cerium 10, die unter dem Handelsnamen Borchi Kat® von Borchers vertrieben wird. Als Bariumverbindungen eignen sich zum Beispiel Bariumrhodanid oder Bariumsulfat. Besonders bevorzugt als Kontrastmittel ist Bariumsulfat.As a tin compound, for example, tin (II) is ethylene glycolate, as the iodine compound, for example, iodoform is used. A suitable bismuth compound is, for example bismuth 2-ethylhexanoate, a suitable tungsten compound is tungsten carbonyl, for example, as a cerium compound, for example, is suitable Octa-Soligen Cerium 10, which is sold under the trade name Borchi Kat ® from Borchers. Suitable barium compounds are, for example, barium rhodanide or barium sulfate. Particularly preferred as a contrast agent is barium sulfate.

Wenn das Kontrastmittel als unlösliche Verbindung vorliegt, so liegt das Kontrastmittel vorzugsweise in Form von Nanopartikeln vor. Die Größe der Partikel liegt dabei vorzugsweise im Bereich zwischen 10 und 150 nm. Besonders bevorzugt sind die Nanopartikel kleiner als 100 nm. Durch die Verwendung von Nanopartikeln können diese auch in kleine Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eindringen. Die minimale Größe der Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren, in die das Kontrastmittel eindringt wird dabei durch die Abmessungen des Kontrastmittels begrenzt. Je kleiner die Nanopartikel des Kontrastmittels sind, umso kleinere Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren können mit diesem auch befüllt werden. Zudem kann durch die Verwendung von Nanopartikeln einer Sedimentation der Partikel entgegengewirkt werden. Eine Sedimentation zeigt sich in einer inhomogenen Verteilung des Kontrastmittels im Harz. Zur Verhinderung der Agglomeration der Nanopar tikel können geeignete Netz- oder Dispergieradditive zugegeben werden. Durch die Netz- und Dispergieradditive lasst sich auch die Sedimentation günstig beeinflussen.If the contrast agent as insoluble Compound present, the contrast agent is preferably in Form of nanoparticles. The size of the particles is thereby preferably in the range between 10 and 150 nm. Particularly preferred the nanoparticles are smaller than 100 nm. By using Nanoparticles can These also penetrate into small imperfections, leakage paths and / or pores. The minimum size of the defects, Leakage paths and / or pores into which the contrast agent penetrates is limited by the dimensions of the contrast agent. ever the smaller the nanoparticles of the contrast agent, the smaller Defects, leakage paths and / or pores can also be filled with this. In addition, the use of nanoparticles can cause sedimentation the particles are counteracted. Sedimentation shows up in an inhomogeneous distribution of the contrast agent in the resin. to Prevention of agglomeration of nanoparticles may be appropriate Wetting or dispersing additives are added. Through the wetting and dispersing additives let the sedimentation also be favorably influenced.

Das Einbringen des Harzes in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren am Bauteil erfolgt zum Beispiel durch ein Vakuumimprägnierverfahren. Bei einem solchen Vakuumimprägnierverfahren wird das Bauteil zunächst in eine Vakuumkammer eingebracht, die anschließend evakuiert wird. Der Druck, auf den die Vakuumkammer evakuiert wird, liegt vorzugsweise unter 100 mbar, mehr bevorzugt unter 60 mbar und insbesondere unter 50 mbar. Durch das Anlegen des Unterdrucks wird in den Fehlstellen, Leckagepfaden und/oder Poren enthaltenes Gas, insbesondere enthaltene Luft entfernt. Nach dem Anlegen des Vakuums wird in die Vakuumkammer das Harz eingebracht und das Bauteil vollständig von Harz umschlossen. Durch Aufheben des Unterdrucks wird das Harz in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingepresst. Geeignete Bauteile können auch direkt mit einem Vakuumschlauch verbunden werden. Dadurch kann entweder im Inneren oder im Äußeren des Bauteils ein Unterdruck erzeugt werden. So kann das das mindestens eine Kontrastmittel enthaltende Harz dann direkt in die Leckagepfade eingesaugt werden.The introduction of the resin into the defects, leakage paths and / or pores on the component takes place, for example, by a vacuum impregnation method. In such a Vakuumimprägnierverfahren the component is first placed in a vacuum chamber, which is then evacuated. The pressure to which the vacuum chamber is evacuated is preferably below 100 mbar, more preferably below 60 mbar and in particular below 50 mbar. By applying the negative pressure, gas contained in the imperfections, leakage paths and / or pores, in particular, is removed. After applying the vacuum, the resin is introduced into the vacuum chamber and the component is completely enclosed by resin. By releasing the negative pressure The resin is injected into the defects, leakage paths and / or pores. Suitable components can also be connected directly to a vacuum hose. As a result, a negative pressure can be generated either in the interior or in the exterior of the component. Thus, the resin containing the at least one contrast agent can then be sucked directly into the leakage paths.

Alternativ ist es bei geeigneten Bauteilen auch möglich, das Harz durch Anlegen von Überdruck in den Leckagepfad einzubringen. In diesem Fall wird das Harz unter Druck über eine dem Bauteil angepasste Vorrichtung in den Leckagepfad eingepresst. Wenn das Harz durch Anlegen eines Überdrucks in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingebracht wird, so liegt der Überdruck vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5 bar.alternative it is also possible with suitable components, the resin by applying from overpressure to introduce into the leakage path. In this case, the resin is under Pressure over a device adapted to the device pressed into the leakage path. If the resin is damaged by applying an overpressure to the defects, Leakage paths and / or pores is introduced, so is the overpressure preferably in the range of 0.5 to 5 bar.

Das Röntgenverfahren, mit dem die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder die Porenverteilung detektiert werden, ist zum Beispiel ein zweidimensionales bildgebendes Röntgenverfahren, bei dem Röntgenaufnahmen des Bauteils getätigt werden. Bevorzugt ist das Röntgenverfahren jedoch ein Röntgencomputertomographie-Verfahren. Durch dieses werden dreidimensionale Aufnahmen des Bauteils erstellt, die auf ihre Fehlstellen, Leckagepfade und/oder ihre Porenverteilung hin untersucht werden können.The X-ray methods, with the the defects, leakage paths and / or the pore distribution is, for example, a two-dimensional imaging X-ray methods, at the x-rays made of the component become. The X-ray method is preferred however, an X-ray computed tomography method. Through this, three-dimensional images of the component are created, on their imperfections, leakage paths and / or their pore distribution can be examined.

Da die Röntgencomputertomographie nur eine eingeschränkte Auflösung der Aufnahmen liefert und insbesondere bei Untersuchungen von Bauteilen, die beispielsweise ein Metall-Einlegeteil mit einer Kunststoff-Umspritzung umfassen, ist aufgrund von Artefaktbildung eine Spaltbildung mittels Röntgencomputertomographie nur begrenzt detektierbar. Daher ist es bevorzugt, dass im Harz weiterhin ein fluoreszierender Farbstoff gelöst ist und detektierte Fehlstellen, Leckagepfade, Risse und Porenverteilungen durch Fluoreszenzmikroskopie analysiert werden. Ein geeigneter fluoreszierender Farbstoff, der dem Harz zugegeben wird, ist zum Beispiel Epodye® der Struers GmbH. Der fluoreszierende Farbstoff liegt vorzugs weise ebenfalls in Form von Nanopartikeln vor, die in dem Harz dispergiert werden oder die im Harz als lösliche Komponente vorliegen. In Abhängigkeit des zu untersuchenden Bauteils und der der Untersuchung zugrundeliegenden Fragestellung muss jeweils im Einzelfall entschieden werden, ob das Harz durch ein Überdruckverfahren oder ein Unterdruckverfahren in Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingebracht wird.Since the X-ray computer tomography provides only a limited resolution of the images and especially in investigations of components that include, for example, a metal insert with a plastic encapsulation, due to artifact formation, a gap formation by X-ray computed tomography is limited detectable. Therefore, it is preferable that a fluorescent dye is further dissolved in the resin, and detected defects, leakage paths, cracks, and pore distributions are analyzed by fluorescence microscopy. A suitable fluorescent dye is added to the resin, for example Epodye ® from Struers GmbH. The fluorescent dye is also preferably in the form of nanoparticles which are dispersed in the resin or which are present in the resin as a soluble component. Depending on the component to be examined and the question underlying the investigation, it must be decided on a case-by-case basis whether the resin is introduced into defects, leakage paths and / or pores by means of an overpressure method or a vacuum method.

Um eine Fehlstelle, einen Leckagepfad und/oder eine Porenverteilung detailliert zu untersuchen, wird zum Beispiel eine Schliffpräparation an einer auffälligen Stelle zur Analyse durch Fluoreszenz- und/oder Elektronenmikroskopie gefertigt. Anders als das Einbringen des Harzes mit dem Kontrastmittel und gegebenenfalls dem fluoreszierenden Farbstoff und dem anschließenden Detektieren von Fehlstellen, Leckagepfaden, Rissen und Poren durch ein Röntgenverfahren führt die Schliffpräparation der Fehlstelle, des Leckagepfads und/oder der Porenverteilung zu einer Schädigung des Bauteils. Jedoch lasst sich durch eine solche detaillierte Analyse der Fehlstelle, des Leckagepfads und/oder der Porenverteilung zum Beispiel auf die Ursache der Entstehung der Fehlstelle, des Leckagepfads und/oder der Porenverteilung rückschließen und die Auflösung bis in den Submikrobereich erweitern.Around a defect, a leakage path and / or a pore distribution For example, a detailed examination will be made on a flashy Site for analysis by fluorescence and / or electron microscopy manufactured. Unlike the introduction of the resin with the contrast agent and optionally the fluorescent dye and then detecting of imperfections, leakage paths, cracks and pores by X-ray method leads the specimen preparation the defect, the leakage path and / or the pore distribution too a damage of the component. However, let such a detailed analysis the defect, the leakage path and / or the pore distribution to Example of the cause of the formation of the defect, the leakage path and / or close the pore distribution and the resolution Expand into the submicron range.

Risse oder Poren können dabei zum Beispiel in einem einkomponentigen Werkstoff auftreten. Spalte finden sich üblicherweise an Verbindungen zwischen zwei Einzelbauteilen oder zwischen zwei Werkstoffen in Verbundmaterialien. So eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren zum Beispiel zur Untersuchung von Bauteilen, die aus einem einzigen Werkstoff gefertigt sind, als auch zur Untersuchung von Bauteilen, die zum Beispiel aus Verbundmaterialien gefertigt sind oder bei denen mehrere einzelne Bauteile miteinander zu dem Bauteil verbunden wurden. In diesem Fall umfasst das Bauteil üblicherweise zumindest eine erste Komponente aus einem ersten Werkstoff und eine mit der ersten Komponente verbundene zweite Komponente aus einem zweiten Werkstoff die erste Komponente und die zweite Komponente formschlüssig miteinander verbunden sind. Es können jedoch auch mehr als zwei Komponenten miteinander verbunden sein. Das Verbinden der ersten und zweiten Komponente kann zum Beispiel durch ein Coextrusionsverfahren bei Polymeren, durch Umspritzen oder Umgießen eines Einlegeteils, durch Verkleben oder Verschweißen oder durch jede beliebige andere, dem Fachmann bekannte Art zur Herstellung von Werkstoffverbunden erfolgen.cracks or pores can thereby occurring, for example, in a one-component material. column are usually found on connections between two individual components or between two materials in composite materials. Thus, the inventive method is suitable For example, to study components made from a single material are made, as well as for the examination of components, which are used for Example are made of composite materials or where several individual components have been connected to each other to the component. In In this case, the component usually includes at least a first component of a first material and a second component connected to the first component from a second material, the first component and the second component form-fitting connected to each other. It can however, more than two components may be interconnected. The connection of the first and second components may, for example, by a coextrusion process in polymers, by molding or overmolding a Insert, by gluing or welding or by any another type known to a person skilled in the art for producing composite materials respectively.

Wenn das Bauteil eine erste Komponente und eine zweite Komponente oder auch mehr als zwei Komponenten umfasst, so können die Komponenten aus dem gleichen Werkstoff oder üblicherweise aus unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt sein. So ist es zum Beispiel möglich, dass der erste Werkstoff ein Kunststoff und der zweite Werkstoff ein Metall ist. In diesem Fall ist es üblich, dass beispielsweise ein Metall-Einlegeteil von einem Kunststoff um spritzt wird. Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass Bauteile aus einem Kunststoff, einer Keramik oder einem Leichtmetall, Bauteile aus Verbundwerkstoffen wie faserverstärkten Polymeren, aus Vergussmassen oder zum Beispiel auch Klebstoffe mit dem erfindungsgemäßen Verfahren untersucht werden. Auch ist jede beliebige Werkstoffpaarung zur Herstellung des Bauteils denkbar. So kann zum Beispiel auch ein Keramikeinlegeteil oder ein Leichtmetalleinlegeteil von einem Kunststoff ummantelt sein oder ein Leichtmetalleinlegeteil ist von einer Keramik umschlossen oder es wird eine erste Keramik mit einer zweiten Keramik verbunden oder es werden mehrere Komponenten aus mehreren gleichartigen Kunststoffen miteinander verbunden. Insbesondere bei Bauteilen, die aus mindestens zwei unterschiedlichen Werkstoffen gefertigt werden, können Spalte an den Verbindungsstellen zwischen den Werkstoffen entstehen. Diese Spalte sind jedoch insbesondere dann, wenn die Bauteile zum Beispiel als Gefäße oder auch als Leitungen eingesetzt werden, unerwünscht, da sie als Leckagepfade wirken und Material oder auch Feuchtigkeit an den Leckagepfaden austreten kann.If the component comprises a first component and a second component or even more than two components, the components may be made of the same material or usually made of different materials. For example, it is possible that the first material is a plastic and the second material is a metal. In this case, it is common that, for example, a metal insert is injected by a plastic around. Alternatively, it is also possible that components made of a plastic, a ceramic or a light metal, components made of composite materials such as fiber-reinforced polymers, casting compounds or, for example, adhesives are examined with the inventive method. Also, any combination of materials for the production of the component is conceivable. For example, a ceramic insert or a light metal insert may also be encased in a plastic, or a light metal insert may be a ceramic enclosed or a first ceramic is connected to a second ceramic or several components made of several similar plastics are joined together. Especially with components that are made of at least two different materials, gaps may occur at the joints between the materials. However, these gaps are undesirable, in particular when the components are used, for example, as vessels or as conduits, since they act as leakage paths and material or even moisture can escape at the leakage paths.

Bauteile, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren untersucht werden können, sind zum Beispiel Gehäuse, wie sie beispielsweise für Antiblockiersysteme, ESP oder andere elektronische Fahrzeugkomponenten eingesetzt werden, Filtergehäuse, Katalysatorgehäuse, Deckel beispielsweise für Behälter oder vorstehend genannte Gehäuse, Dichtringe, Sensoren, Verbindungsbauteile, Stecker, Lambdasonden, Platinen oder Leiterplatten, wie sie beispielsweise für Elektronikbauteile eingesetzt werden oder Zahnräder. Weiterhin lassen sich auch Poren und Porenvolumina von Filtern, beispielsweise von Abgasfiltern, wie sie in selbstzündenden Verbrennungskraftmaschinen eingesetzt werden, zur Bestimmung kontrastieren und quantifizieren. Auch jedes beliebige andere, dem Fachmann bekannte Bauteil, das aus Werkstoffverbunden hergestellt wird, kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilung geprüft werden. So können zum Beispiel auch aus mehreren zusammengesetzten Bauteilen gebildete Baugruppen geprüft werden.components with the method according to the invention can be examined are for example housing, as for example for Anti-lock Braking Systems, ESP or other electronic vehicle components be used, filter housing, Catalytic converter housing, Lid for example for containers or aforementioned housing, Sealing rings, sensors, connecting components, plugs, lambda probes, Circuit boards or printed circuit boards, as for example for electronic components be used or gears. Furthermore, pores and pore volumes of filters, For example, of exhaust filters, such as in self-igniting Internal combustion engines are used, contrasting for determination and quantify. Also any other component known to the person skilled in the art, which is made of material composites, can with the method according to the invention be checked for defects, leakage paths and / or pore distribution. So can For example, also formed from several components assembled components checked become.

Neben dem Prüfen von Fehlstellen, Leckagepfaden und/oder Porenverteilungen an einem Bauteil ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren weiterhin auch möglich, zum Beispiel Leckagepfade bei zwei miteinander verbundenen Bauteilen zu untersuchen. Die Verbindung von Bauteilen kann zum Beispiel kraftschlüssig oder formschlüssig erfolgen. So können die Bauteile zum Beispiel durch Löten, Kleben oder Schweißen miteinander verbunden werden oder alternativ auch durch Klemmen, Schrauben oder ähnliches.Next the testing from imperfections, leakage paths and / or pore distributions on one Component is it with the inventive method also continue possible, For example, leakage paths in two interconnected components to investigate. The connection of components can, for example, non-positively or form-fitting respectively. So can the components for example by soldering, gluing or welding together be connected or alternatively by terminals, screws or the like.

Claims (15)

Verfahren zur Detektion von Fehlstellen, Leckagepfaden und/oder Porenverteilungen an Bauteilen, folgende Schritte umfassend: (a) Einbringen eines dünnflüssigen Harzes mit einem darin enthaltenen Kontrastmittel in Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren im Bauteil, (b) Aushärten des Harzes, (c) Detektieren der Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilung durch ein Röntgenverfahren, (d) gegebenenfalls Anfertigen von Gefügeschliffen und mikroskopische Begutachtung der Gefügeschliffe.Method for the detection of defects, leakage paths and / or pore distributions on components, comprising the following steps: (A) Introduction of a low-viscosity resin with a contained contrast agent in imperfections, leakage paths and / or pores in the component, (b) curing the resin, (c) Detect the flaws, leakage paths and / or pore distribution by a X-ray methods, (D) if necessary, preparation of microstructures and microscopic Assessment of the Gefügeschläiffe. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz durch ein Vakuumimprägnierverfahren in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingebracht wird.Method according to claim 1, characterized in that the resin by a Vakuumimprägnierverfahren is introduced into the defects, leakage paths and / or pores. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz durch Überdruck in die Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Poren eingepresst wird.Method according to claim 1, characterized in that the resin by overpressure in the flaws, Leakage paths and / or pores is pressed. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz Polymethylmethacrylat, Polyurethan oder ein Epoxidharz ist.Method according to one the claims 1 to 3, characterized in that the resin is polymethylmethacrylate, Polyurethane or an epoxy resin. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel eine im Harz lösliche oder unlösliche Verbindung ist, die mindestens ein Element enthält, dessen Ordnungszahl größer als 20 ist, vorzugsweise eine Zinnverbindung, eine Iodverbindung, eine Bismutverbindung, eine Wolframverbindung, eine Cerverbindung, eine Bariumverbindung oder einem Mischung von zweien oder mehreren dieser Verbindungen ist.Method according to one the claims 1 to 4, characterized in that the contrast agent in the Resin soluble or insoluble Is a compound containing at least one element whose atomic number is greater than 20, preferably a tin compound, an iodine compound, a Bismuth compound, a tungsten compound, a cerium compound, a Barium compound or a mixture of two or more of these Connections is. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontrastmittel in Form von Nanopartikeln oder gelöst im Harz enthalten ist.Method according to one the claims 1 to 5, characterized in that the contrast agent in the form of nanoparticles or dissolved contained in the resin. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Röntgenverfahren eine Röntgencomputertomographie ist.Method according to one the claims 1 to 6, characterized in that the X-ray method is an X-ray computed tomography is. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Harz weiterhin ein fluoreszierender Farbstoff gelöst oder dispergiert ist und detektierte Fehlstellen Leckagepfade und/oder Porenverteilungen durch Fluoreszenz- oder Elektronenmikroskopie analysiert werden.Method according to one the claims 1 to 7, characterized in that in the resin further a fluorescent Dye dissolved or is dispersed and detected defects leak paths and / or Pore distributions by fluorescence or electron microscopy to be analyzed. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Analyse durch Fluoreszenzmikroskopie oder Elektronenmikroskopie eine Schliffpräparation der Fehlstellen, Leckagepfade und/oder Porenverteilung gefertigt wird.Method according to claim 8, characterized in that for analysis by fluorescence microscopy or electron microscopy a grinding preparation of the defects, leakage paths and / or pore distribution is made. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil aus einem homogenen Werkstoff gefertigt ist.Method according to one the claims 1 to 9, characterized in that the component of a homogeneous Material is made. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil mindestens eine erste Komponente aus einem ersten Werkstoff und mindestens eine mit der ersten Komponente verbundene zweite Komponente aus einem zweiten Werkstoff umfasst, wobei die erste Komponente und die zweite Komponente formschlüssig miteinander verbunden sind.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the component comprises at least a first component of a first material and at least one second component connected to the first component of a comprises second material, wherein the first component and the second component are positively connected with each other. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff und der zweite Werkstoff gleich sind.Method according to claim 11, characterized in that the first material and the second Material are the same. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Werkstoff ein Kunststoff und der zweite Werkstoff ein Metall ist, der erste Werkstoff ein Kunststoff und der zweite Werkstoff eine Keramik oder der erste Werkstoff ein Kunststoff und der zweite Werkstoff ein Kunststoff ist.Method according to claim 11, characterized in that the first material is a plastic and the second material is a metal, the first material is a plastic and the second material is a ceramic or the first material Plastic and the second material is a plastic. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehr als zwei Komponenten, die zu dem Bauteil verbunden sind, jede Komponente aus einem von den anderen verschiedenen Werkstoff gefertigt ist oder mindestens zwei Komponenten aus dem gleichen Werkstoff gefertigt sind.Method according to claim 11, characterized in that in more than two components, the connected to the component, each component from one of the other different material is made or at least two Components are made of the same material. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil ein Gehäuse, ein Deckel, ein Dichtring, ein Sensor, ein Verbindungsbauteil, ein Stecker, eine Lambdasonde, eine Platine, eine Leiterplatte, ein Zahnrad, ein Filter oder eine aus mehreren zusammengesetzten Bauteilen gebildete Baugruppe ist.Method according to one the claims 1 to 14, characterized in that the component is a housing, a Cover, a sealing ring, a sensor, a connecting component, a plug, a lambda probe, a circuit board, a circuit board, a gear, a filter or a composite of several components Assembly is.
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