Detection of defects in carbon fiber reinforced plastics by means of visual inspection, ultrasonic testing, radiography, active thermography and X-ray computed tomography.

Plank, B. (Speaker)

Activity: Talk or presentationOral presentation

Description

Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) verfügen über hervorragende mechanische Eigenschaften und zeichnen sich vor allem durch hohe Steifigkeit, Stabilität, Dauerfestigkeit und geringes spezifisches Gewicht aus. Dadurch wird diesem Materialsystem ein immer breiter werdendes Anwendungsspektrum zugeschrieben und ist vor allem aus den Bereichen der Luftfahrt- und Automobilbranche sowie in der Sportindustrie nicht mehr wegzudenken. Nachteil des Materialsystems ist die eingeschränkte Eignung für eine Instandsetzung im Falle einer Schädigung und der damit verbundene, relativ hohe Prüfaufwand zur Qualitätssicherung und Schadensdetektion bzw. Bewertung. Es wurden kleine und mittelständische Unternehmen zu typischen herstellungsbedingten Fehlern an CFK-Komponenten befragt. Anhand eines ermittelten Fehlerkatalogs wurden 15 CFK-Testplatten mit entsprechenden Fehlertypen gefertigt. Dazu wurden unterschiedliche künstlich erzeugte Fehler, wie beispielsweise kleine Mengen von Vließ, Prepreg-Folie oder Trennmittel in das Materialsystem eingebracht. Zusätzlich wurden CFK-Komponenten aus dem Hochleistungssportsegment ausgewählt, die im Praxiseinsatz durch Überbeanspruchung oder fehlerhafter Handhabung beschädigt wurden. Diese Messobjekte wurden mittels Sichtprüfung (VT), Ultraschallprüfung (UT), Radioskopie (RT), aktiver Thermografie (IR) und Röntgen Computertomografie (CT) zerstörungsfrei geprüft. Ergebnisse dieser Untersuchungen sowie die Vor- und Nachteile der einzelnen zerstörungsfreien Prüfverfahren für die verschiedenen Messobjekte werden gegenübergestellt und diskutiert. UT, IR und CT konnten eine Vielzahl der Fehler detektieren, wobei CT durch die 3D-Bildgebung deutliche Vorteile bei der Schadensbeurteilung von komplexen Bauteilen aufweist. Anhand dieser Erkenntnisse kann eine Empfehlung, vor allem für kleine und mittelständische Unternehmen mit begrenzten finanziellen und personellen Ressourcen, für eine optimale Qualitätssicherung gegeben werden. Neben der Detektion von produktionsbedingten Fehlern soll auch eine schnelle Schadensbewertung an CFK-Komponenten möglich sein, die z.B. durch einen Sturz, Unfall oder unsachgemäße Handhabung beschädigt worden sind. Die Erkenntnisse aus diesen Analysen bilden die Grundlage zur Instandsetzung von CFK-Komponenten.
Period8 May 2013
Event titleDGZfP Jahrestagung 2013: null
Event typeConference
LocationDresden, Germany