Automatische Prüfung von Fahrzeugverbundwerkstoffen
Verbundwerkstoffe wie Kunststoffe, die mit Glas- oder Kohlefasern verstärkt sind, werden zunehmend in der Automobil- und Schienenindustrie eingesetzt. Eine Beschädigung und Reparatur solcher Materialien kann zu erheblichen Wartungsunterbrechungen führen, doch geht die Entwicklung von zerstörungsfreien Prüfverfahren relativ langsam voran. Das EU-finanzierte Projekt COMPAIR (Continuous health monitoring and non-destructive assessment of composites and composite repairs on surface transport applications) hat ein neues System zur zerstörungsfreien Überwachung entwickelt. Das System prüft den Zustand der Verbundwerkstoffe und Reparaturen in Anwendungen des Landtransports. Zu solchen Anwendungen gehören Straßen- und Schienenfahrzeuge sowie Seeschiffe. Zu den Projektergebnissen gehörte die Entwicklung eines mobilen Roboterscanners, der Karosserieteile aus Verbundwerkstoffen vor Ort schnell inspiziert. Der mobile Scanner nimmt Bilder von Karosserieteilen an haltenden Zügen oder Lastwagen auf. Der Scannerkopf prüft glasfaserverstärkte Kunststoffe mithilfe von Nahinfrarot in Kombination mit einer Basler-Kamera. Für die Prüfung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen werden vorübergehende Thermografietechniken und eine zukunftsweisende Infrarotkamera eingesetzt. So bestimmt der Scannerkopf die Zusammensetzung der getesteten Materialien. Der Scanner interagiert mit einer im Projekt entwickelten Steuerungssoftware, um einen reibungslosen und zuverlässigen Betrieb zu gewährleisten. Die Compair genannte Software beinhaltet Kriterien für die Bestimmung der Eignung von gescannten Materialien. Darüber hinaus sorgt Compair dafür, dass der Scannerkopf immer im rechten Winkel zur gescannten Oberfläche, auch auf gebogenen Teilen, steht. Die Software setzt auch die von den Kameras erzeugten getrennten Bilder zusammen, um ein einziges Bild für den Bediener zu erzeugen und alle Defekte aufzudecken. Forscher entwickelten eine Überwachungsmethode, die in der Lage ist, Strukturen aus Verbundmaterialien in Echtzeit zu untersuchen. Die Methode kombiniert akustische Emission und weitreichende Ultraschall-geführte Wellentechniken. Die Kombination dieser Techniken erlaubt die Erkennung und Lokalisierung von unterschwelligen Veränderungen in den Verbundmaterialien, die sich aus einer übermäßigen Belastung oder Biegung ergeben. Die Mustererkennungssoftware zeigt die Lage eines Defekts an, der nach den Akzeptanzkriterien definiert ist. Feldversuche zeigten die Wirksamkeit des Systems. Weitere Projektaktivitäten war eine umfangreiche Marktanalyse, die zu einer Marketingstrategie führte. Das Team hat auch eine Bedienungsanleitung mit Anleitungen für einen optimalen Einsatz verfasst. Mit dem COMPAIR-System ist eine direkte Überwachung von Verbundmaterialen, die in verschiedenen Fahrzeugtypen verwendet werden, mit Ergebnissen in Echtzeit möglich. Eine solche Überwachung bedeutet, dass Fehler frühzeitig erkannt werden können und die Transportdienste nur minimal unterbrochen werden müssen.
Schlüsselbegriffe
Verbundwerkstoffe, Roboter-Scanner, COMPARE, Gesundheitsüberwachung, zerstörungsfreie Prüfung
