CFK- & Kohlefaser-Prüfanlagen
Bei modernen CFK-Strukturen können aufgrund ihrer Schichtstruktur vielfältige Materialfehler, wie Delaminationen, Lufteinschlüsse (Porosität) oder Schlagschäden (Impacts) auftreten. Eine effiziente Prüfmethode ist die aktive Thermografie. Mit diesem bildgebenden Verfahren lassen sich große Bereiche schnell und berührungslos prüfen. Wir entwickeln die Prüfgeräte und automatisierten Prüfanlagen dazu.
Kohlefaserprüfung auf den Punkt gebracht
Typische Applikationen für unsere Prüfsysteme im Bereich faserverstärkter Kunststoffe / Keramiken sind die Prüfung auf Ablösungen (Delamination), Einschlüsse von Fremdmaterialien (Wasser in Wabenstrukturen), Bestimmung von Porosität, Harz- / Fasergehalten, Wanddicken, Faserorientierung und Inhomogenitäten. Schlagschäden (Impacts) sind besonders kritisch, da diese von außen kaum erkennbar sind, im Inneren aber starke Schädigungen verursacht haben können. Aktive Thermografie-Prüfung mit Blitz- oder Halogenlampen-Anregung kann diese Fehler schnell und zuverlässig nachweisen. Ein wichtiger Anwendungsbereich ist außerdem die Prüfung von Klebeverbindungen, wozu insbesondere die Charakterisierung der Anbindung metallischer Inserts an das darüberliegende Laminat gehört. Die aktive Thermografie hat einen großflächigen Inspektionsbereich, kann auch komplexe Geometrien messen und zeigt eine hohe Reproduzierbarkeit.
Prüfanlagen & Prüfsysteme zur Kohlefaserprüfung
Bei Prüfanlagen und -geräten der Lockin-Thermografie wird die Oberfläche der zu untersuchenden Struktur mit Halogenlampen periodisch erwärmt. Eine Wärmebildkamera erfasst dabei berührungslos und zerstörungsfrei die Veränderungen der Oberflächentemperatur. Die aufgezeichneten Temperaturverläufe werden pixelweise einer Fouriertransformation unterzogen und in Echtzeit ein Ergebnisbild berechnet. Die Zeitverschiebung (Phase) zwischen Wärmezufuhr und Temperatur hängt davon ab, wie schnell die Wärme ins Bauteilinnere abfließt. Das Ergebnisbild (Phasenbild), das diese Verzögerung in ihrer Ortsabhängigkeit farbcodiert darstellt, zeigt verborgene Grenzflächen und thermische Strukturen.
Die Tiefenreichweite wird durch die Modulationsfrequenz der berührungslosen optischen Wärmezufuhr bestimmt und ist daher in weiten Grenzen einstellbar – tiefenaufgelöstes Messen ist also möglich. Bei CFK können die zu untersuchenden Objekte bis in eine Tiefe von ca. fünf bis sechs Millimetern charakterisiert werden. Die benötigte Prüfzeit des Systems hängt von der Bauteildicke und der Temperaturleitfähigkeit des untersuchten Werkstoffs ab. Bei der CFK-Prüfung ist mit einer Messzeit zwischen einigen Sekunden und wenigen Minuten pro Quadratmeter zu rechnen. Siehe dazu auch Produkt OTvis.