Klassifikation und Bewertung von Kernbrüchen in Mediumförderkanälen von Gussbauteilen durch die Inline-Computertomographie

Abstract

In der Leichtmetallgießerei der BMW Group wird als schnelles, leistungsfähiges und zerstörungsfreies Prüfverfahren für hochentwickelte Leichtbaugussteile die Inline-Computertomographie eingesetzt. Der Einsatz dieses Prüfsystems führt zu einer 100%igen Bauteilprüfung aller abgegossenen Aluminiumgussbauteilen im Takt der Fertigungslinie. In einem Kooperationsprojekt zwischen der Leichtmetallgießerei, dem Prüfmittelhersteller (Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH) und der Otto-von-Guericke Universität wurde das eingesetzte Prüfverfahren anhand der Anforderungen aus der Produktion weiterentwickelt. Das Ziel war es, den Automatisierungsgrad der CT-Anlage signifikant zu erhöhen, um die anschließende manuelle Nachbewertung der Bauteile zu reduzieren. Zur Erhöhung der Anzahl der eigenständigen Entscheidungen der CT-Anlage, wurde die bereits bestehende Analysesoftware um eine Klassifikation erweitert. Diese ermöglicht eine automatische Einordnung der einzelnen Defekttypen in Defektklassen. Durch die neu eingeführte Klassifikation sind individuelle Grenzwerte für jeden einzelnen Defekttyp möglich. Die Einordnung in Defektklassen und damit die Unterscheidung von Defekttypen kann zusätzlich genutzt werden, um individuelle Defektauswertungen zu erstellen. Einige der Defektklassen sind durch die aktuell mögliche Grenzwertvergabe nicht ausreichend genau beschrieben. Eine Individualisierung der Defektbewertung wurde im Rahmen dieser Ausarbeitung für die Defektklasse Kernbruch entwickelt. Die Methode wird erläutert, anhand von Prüfkörpern getestet und abschließend an realen Kernbrüchen demonstriert. Die Umsetzung der Maßnahmen führt einen Schritt näher zur Verknüpfung der Prüfergebnisse mit den Gießprozessparametern, für eine intelligente Rückkopplung und damit zu einer zukünftigen automatischen Prozessüberwachung und Regulierung.

In the light metal foundry of the BMW Group, inline computed tomography is used as a fast, efficient and non-destructive testing method for highly developed lightweight cast parts. The use of this inspection system leads to 100% omponent inspection of all cast components in the cycle of the production line. In a cooperative project between the light metal foundry, the test equipment manufacturer (Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH) and the Otto-von-Guericke University, the test procedure used was further developed based on the requirements from production. The goal was to significantly increase the degree of automation of the computed tomography used to inspect the components in order to reduce the subsequent manual re-evaluation of the components. In order to implement this, the already existing analysis software was expanded with a classification. This enables an automatic classification of the individual defect types into defect classes. The newly introduced classification allows individual limit values for each defect type. The differentiation of defect classes and thus the differentiation of defect types can additionally be used to create individual defect evaluations. Some of the defect classes are not sufficiently accurately described by the current evaluation strategy — a maximum defect volume. Such an individualization of the defect evaluation was developed within the scope of this thesis for the defect class core fracture. The method is explained, tested on test specimens and finally demonstrated on real core fractures. The implementation of the measures brings the process one step closer to linking the test results with the casting process parameters, for intelligent feedback and thus to automatic process monitoring and regulation.