Im Rahmen des Entwicklungsprojekts wurde ein Messsystem zur automatisierten und bildgebenden Prüfung komplex geformter CFK-Bauteile realisiert. Hierbei wird zunächst die Bauteilgeometrie automatisiert mittels optischer Methoden erfasst. Die resultierenden Ergebnisse dienen anschließend als Eingangsinformation für die eigentliche Wirbelstromprüfung zur Fehlstellendetektion. Durch Kombination der Geometrie- und Fehlstellenermittlung fungiert ein dreidimensionales Ergebnisbild als Grundlage für die Bewertung. Eine autonome Auswertung auf Basis künstlicher Intelligenz, die anwenderseitig angepasst und erweitert werden kann, klassifiziert abschließend die Bauteilqualität unter Berücksichtigung von zuvor festgelegten Bewertungskriterien.
Das entwickelte System eignet sich vor allem zur in-service-Prüfung, bei der i. d. R. kein Zugang zu für die Wirbelstromprüfung erforderlichen CAD-Zeichnungen der Bauteile bestehen. Gleichermaßen sind produktionsbegleitende Prüfungen möglich, wobei aufgrund des hohen Automatisierungsverfahrens hochspezialisiertes Fachpersonal zur Ergebnisauswertung und -interpretation explizit nicht erforderlich ist.
Im Rahmen des Projekts gelang es verschiedene CFK-typische Merkmale wie Delaminationen, Ondulationen und thermische Schädigungen infolge hoher Spannungen, wie sie etwa bei Blitzeinschlägen im Luftfahrt- und Windkraftbereich vorkommen, mit einer hohen Auffindwahrscheinlichkeit zu detektieren.
Aktualisiert: 2022-09-01
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Die Integration von faserverstärkten Kunststoffen in die aus Aluminium- und Stahl bestehende Fahrzeugstruktur erfolgt derzeit mit 2K-kalthärtenden Klebstoffsystemen. Fertigungstechnisch ist es sinnvoll, das Fügen von FVK in den automobilen Rohbau zu verlegen. Dies erfordert jedoch die Verwendung von 1K-heißhärtenden Klebstoffsystemen sowie die Aushärtung im KTL-Ofen und kann neben optisch nicht akzeptablen Bauteildeformationen auch zu vorzeitigem Bauteilversagen führen. Die Ursache dafür liegt einerseits im Wechselspiel der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verwendeten Werkstoffe und andererseits in den eingesetzten Klebstoffen. Zwischen der Verformung eines geklebten Hybridverbundes und der Chemie des Klebstoffes lässt sich ein Zusammenhang ableiten. Klebstoffseitig nehmen sowohl der Elastizitätsmodul als auch die Glasübergangstemperatur einen wesentlichen Einfluss auf die Verformung des Hybridverbundes. Gegenstand dieser Dissertation war es, an einem aus Aluminium und kohlefaserverstärktem Kunststoff bestehenden Hybridverbund zu untersuchen, wie sich eine Änderung der klebstoffspezifischen Parameter Elastizitätsmodul und Glasübergangstemperatur auf das Deformationsverhalten von Hybridverklebungen auswirkt. Um diese Auswirkung im Hinblick auf die Delta-Alpha-Problematik zu untersuchen wurde eine Prüfmethodik zur Charakterisierung des Bauteilverzuges entwickelt. Mit dieser wurden die auftretenden Verformungen berührungslos mit einem 3D-Scanner ermittelt und ausgewertet. Die vorliegende Arbeit leistet einen umfassenden Beitrag zu der Frage, inwieweit es durch eine Anpassung der klebstoffspezifischen Parameter Elastizitätsmodul und Glasübergangstemperatur möglich ist, eine Reduzierung thermisch bedingten Bauteilverzuges zu bewirken.
Aktualisiert: 2019-12-12
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