Besondere Lösungen

Fischer hat bereits zahlreiche maßgeschneiderte Lösungen für die Automobil-Industrie entwickelt. Dazu gehört beispielsweise die Bestimmung der Schichtdicke von Schallschutzschaum oder anderer organischer Schichten wie Öl. Sie benötigen eine Lösung für die Schichtdickenmessung, Materialanalyse, Werkstoffprüfung oder Mikrohärte-Messung im Bereich Automotive? Kontaktieren Sie uns.

Innovative Messtechnik für die Automobil-Branche

Application Notes

Messung von SAM-Schichten (spritzbare Akustikdämmmasse) im Automobilbereich

Im Automobilbereich werden große Anstrengungen unternommen, um das Fahrzeuggewicht und somit auch das Gewicht einzelner Komponenten zu verringern. Ein Beispiel dafür ist der Einsatz von spritzbarer Akustikdämmmasse, sogenannter SAM-Schichten, im Fahrzeuginnenraum. Diese nur lokal aufgebrachten Schichten ersetzen großflächige und schwere Schallschutzmatten. Um Vorgaben bezüglich Schallschutz, Gewicht, Baufreiheit und Kosten einzuhalten, müssen die Schichten auf ihre Dicke hin geprüft werden.

Neben der Eigenschaft der Gewichtsreduktion, haben die spritzbaren Akustikdämmmassen auch den Vorteil, dass sie automatisiert durch Roboter aufgebracht werden können, lokal und selektiv. Die typische Schichtdicke dieser SAM-Schichten beträgt ca. 2 bis ca. 4,5 mm und wird auf unterschiedlichem Grundmaterial (Stahl oder Aluminium) eingesetzt.

Speziell für diese Messaufgabe hat Fischer die Sonde FA14 entwickelt, welche nach dem Wirbelstrom-Verfahren arbeitet. Dabei waren neben dem Messbereich weitere Rahmenbedingungen zu erfüllen: Die schallabsorbierenden SAM-Schichten werden oft an schwer zugänglichen Stellen aufgetragen, was ein kompaktes Sondendesign und einen möglichst geringen Randeinfluss erfordert. Zudem muss der Einsatz auf den verschiedenen Grundmaterialien möglich sein.

Die Sonde FA14 ist so ausgelegt, dass damit nicht-leitende Schichten bis 5 mm Dicke auf Aluminium (leitfähiger, nicht-magnetisierbarer Grundwerkstoff) und auch auf Stahl (magnetisierbarer Grundwerkstoff) gemessen werden können. Die Winkelausführung der Sonde erlaubt eine präzise Messung auch in schwer zugänglichen Bereichen. Der äußere Gehäusedurchmesser beträgt 20 mm, die Feldfokussierung ist dabei so optimiert, dass bereits bei gleichgroßen Messflächen ohne Randeinfluss gemessen werden kann.

Selbstverständlich ist die Sonde FA14 wie alle Wirbelstrom-Sonden von Fischer leitfähigkeitskompensiert. In der Praxis heißt das, dass Unterschiede in der Leitfähigkeit des Grundwerkstoffs, z.B. bei unterschiedlichen Aluminiumlegierungen, die Schichtdickenmessung nicht beeinflussen. Die Sonde FA14 kann mit  Geräten der FMP-Familie (alle Modelle DUALSCOPE® oder ISOSCOPE®) betrieben werden.

Messstelle

Soll Min (mm)

Soll Max (mm)

Ist (mm)

MP1

2,7

3,5

2,8

MP2

2,7

3,5

2,9

MP3

2,7

3,5

3,1

MP4

1,7

2,5

2,0

MP5

2,7

3,5

2,9

MP6

2,7

3,5

2,9

MP7

3,7

4,5

3,4 !

MP8

1,7

2,5

2,1

Abb. 2: Beispiel typischer Messwerte der Qualitätskontrolle von SAM-Schichten an 8 vorgegebenen Messstellen, wobei MP7 außerhalb der Toleranz liegt 

Mit den Handgeräten der FMP-Familie von Fischer und der speziell entwickelten Sonde FA14 können Schichten aus spritzbarer Akustikdämmmasse selbst an schwer zugänglichen Stellen und bei wechselndem Grundmaterial (Stahl oder Aluminium) einfach und präzise gemessen werden. Für eine weiterführende Beratung steht Ihnen Ihr Fischer-Ansprechpartner gerne zur Seite.

Messung der Dicke von Schmierstoffen auf Metallen in der spanlosen Blechverarbeitung

Ob Walzen, Pressen, Ziehen oder Umformen, die spanlose Blechbearbeitung kommt ohne Schmierung nicht aus. Insbesondere in der Automobilindustrie werden die Ansprüche an die Umformung immer größer, um den Luftwiederstand der Fahrzeuge zu reduzieren und gestiegenen Design-Ansprüchen gerecht zu werden. Dabei hängt das Ergebnis des Umformungsprozesses maßgeblich von der richtigen Beölung ab. Dieser Schmiermittelfilm dient z. B. zur Reduzierung der Reibung zwischen Umformwerkzeug und Werkstück und verhindert das Verkleben dieser beiden Teile. Die Dicke des Schmierfilms muss dabei innerhalb eines bestimmten Toleranzbereiches liegen.

Neben der Reduzierung von Reibung ist auch zur Vermeidung typischer Prozessfehler wie Risse, Riefenbildung oder Druckstellen der Einsatz von Schmierstoffen unvermeidlich. Die eingesetzten Öle werden über Walzen auf die zu bearbeitenden Bleche aufgebracht und über die gesamte Blechoberfläche verteilt. Bei der Blechumformung liegt die Beölung etwa bei 0,5 bis 2 g/m2. Die jeweils vorgegebenen Toleranzen müssen messtechnisch genau überwacht werden. Dazu geeignet ist die zerstörungsfreie Betarückstreu-Methode, bei der Betateilchen (Elektronen) von einem Radionuklid (Strah­ler) emittiert und vom Schichtmaterial und dem Metalluntergrund zurückgestreut werden. Der Messeffekt besteht in der Anzahl zurückgestreuter Elektronen, welche von der Flächenmasse der Beschichtung und den Ordnungszahlen von Beschichtung und Grundwerkstoff abhängt.

Abb. 1: FISCHERSCOPE® MMS® PC2 mit der Sonde Z15NG zur berührungslosen Messung von Öl- und Schmierfilmen auf Metallen

Umgesetzt wurde diese Methode im modularen Schichtdickenmessgerät
FISCHERSCOPE® MMS® PC2 in Verbindung mit der Handmesssonde Z15NG und dem Betastrahler C14. Eine 3-Punkt-Auflage außerhalb der erfassten Messfläche sorgt dabei für ein stabiles und reproduzierbares Aufsetzen der Sonde und für einen optimalen, konstanten Arbeitsabstand zwischen Sonde und Messoberfläche von ca. 4 mm. Dadurch wird ein bei diesen Beschichtungen unbedingt notwendiges berüh­rungsloses Messen ermöglicht.

Abb. 2: Prinzipielle Darstellung einer Ölfilmmessung mit der Sonde Z15NG nach dem Betarückstreu-Verfahren

Tab. 1 zeigt Beispiele für die Ölfilmmessung auf zwei unterschiedlichen Grundwerkstoffen. Bei Probe Öl/Al/Fe wird durch Dickenschwankungen des Aluminiums eine vergrößerte Standardabweichung hervorgerufen.

 

Öl/Fe

Öl/Al/Fe

Ölfilm

3,8 g/m²

1,9 g/m²

Standardabweichung

0,07 g/m²

0,3 g/m2

Anzahl der Messungen

10

5

Messzeit

5 s

20 s

Tab. 1: Messungen mit Sonde Z15NG nach dem Betarückstreu-Verfahren

Mit dem FISCHERSCOPE® MMS® PC2 und der Sonde Z15NG kann die Dicke von Schmierstoffen auf Metallen gemessen werden, um in der spanlosen Blechbearbeitung für optimale Arbeitsabläufe zu sorgen. Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Ihren lokalen Ansprechpartner von Fischer.

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Helmut Fischer AG
Hünenberg/Schweiz

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