Pling-lyd afslører skjulte revner i sintrede metalemner

I dag gennemfører virksomheden Sintex ikke test af, om der er indre revner i virksomhedens sintrede metalemner. Der er ikke nogle oplagte testmuligheder, og det er dyrt og destruktivt at skære emnerne i stykker for at kontrollere kvaliteten.

Men der er en risiko for revnedannelse, når man ved sintring presser metalpulver sammen i en form og skaber et metalemne.

Hobro-virksomhedens udviklingschef Peter Kjeldsteen fik imidlertid den idé, at man kunne lytte sig til, hvilke metalemner der var i orden, og hvilke der havde fejl ved at lade emnerne falde ned på et hårdt underlag.

»Sintermetalbranchen er masseproduktion. Man kan højst bruge et til to sekunder på en test. Men det tager ikke lang tid at lade emnerne falde ned og give et 'pling' fra sig,« siger Peter Kjeldsteen.

Studenterprojekt

Sintex henvendte sig sammen med fynske FJ Sintermetal til Aalborg Universitet. Det førte til et studenterprojekt på akustiklinjen på ingeniøruddannelsens 7. semester.

Her viste fire studerende i efteråret, at det er muligt at se forskel på sunde metalemner og defekte emner ved hjælp af frekvenskarakteristikker. De studerende lod metalemner falde ned mod en stor jernklods - stor nok til, at den ikke gav nogen egenlyd fra sig. Så var man sikker på, at man kun lyttede til lyden fra de små metalemner.

»Vi testede nogle ringformede emner med 40 mm i diameter. Det viste sig, at de sunde emner alle havde den samme frekvensgang med bestemte resonansfrekvenser, mens de dårlige emner havde lidt forskudte resonansfrekvenser,« fortæller Regnar Bonde, en af de studerende, som gennemførte projektet.

Der er tale om meget små forskelle, som man ikke umiddelbart kan høre, fortæller ingeniør Peter Valler fra udviklingsafdelingen i Sintex, der er et datterselskab af Grundfos.

»Det er tydeligt, at de dårlige emner har frekvenstoppe andre steder. Så gruppen fik vist, at princippet virker. Vi kan skelne de gode fra de dårlige,« siger Peter Valler, der har været vejleder på universitetsprojekterne.

De målte emner er rustfri stålemner. Det er blandt andet huse til Grundfos' pumper, men også produkter til andre firmaer.

Optimering af algoritmer

Nu er et nyt hold it-ingeniører på 6. semester begyndt at arbejde med selvlærende algoritmer. Det er meningen, at et program efterhånden selv skal lære at kende forskel på gode og dårlige emner.

Gruppen fortsætter arbejdet med at eksperimentere med at lade de sintrede emner falde mod en stor metalblok og optage lyden for at optimere deres algoritmer.

»6. semester-gruppen vil opbygge et prototypesystem, som kan fungere. Det bliver ikke et fuldt færdigt system, men et system, som kan vise, at der er nogle algoritmer, som kan bruges,« siger lektor Ove Andersen fra Institut for Elektroniske Systemer ved Aalborg Universitet.

Derefter regner Sintex med at modne systemet til produktion sammen med FJ Sintermetal.

»Vi arbejder sammen gennem Pulvermetallurgisk Forening Danmark. Vi kan lige så godt hjælpe hinanden i stedet for at bekæmpe hinanden,« siger Peter Kjeldsteen fra Sintex, der tror på, at den akustiske prøvning kan blive fremtidens testmetode.

Han regner med, at det vil være forholdsvist overskueligt at opbygge et system, hvor emnerne kommer kørende på et bånd, og hvor de dumper ned på en metalklods og giver en lyd. Så vil en arm skubbe de dårlige emner væk.

»Der er ikke noget svært i sådan et mekanisk system. Det nye er softwaren. Her bliver vi hjulpet af de algoritmer, som den nye gruppe på Aalborg Universitet er ved at udvikle,« siger Peter Kjeldsteen, der er glad for samarbejdet med universitetet.

»Vi vil meget gerne samarbejde med universiteter. Selv om vi bruger en del tid på samarbejdet, så skærper det vores forståelse af den grundlæggende teori.«

Indre test

Ifølge Peter Kjeldsteen er der endnu ikke nogen anerkendte og effektive metoder til at teste det indre i metalemner.

»Der er et ungarsk forskningscenter, som er i gang med et EU-projekt om digital røntgenanalyse. Det startede sidste år, og vi følger det lidt fra sidelinjen. Der er også nogle, der har prøvet ultralydsanalyse med emner nedsænket i vand, men det er aldrig blevet til noget kommercielt anvendeligt,« siger han.