Online-Thermografie zur Optimierung des Reparaturprozesses von CFK-Strukturen

Abstract

Die zunehmende Verbreitung von CFK-Strukturen erfordert geeignete Reparaturkonzepte für den Fall, dass solche Strukturen beschädigt werden. Die Entfernung der geschädigten Schichten kann durch den Einsatz eines Lasers präziser und somit reproduzierbarer erfolgen als bei den derzeit eingesetzten abrasiven Verfahren. Dadurch kann eine maximale Festigkeit der Reparaturstelle erzielt werdem. Um den Abtragungsprozess zu beschleunigen, sollten nur die tatsächlich geschädigten Bereiche entfernt werden, was wiederum eine schnelle ZfP-Methode zur Bestimmung der Fehlerposition und -größe erfordert. Zu diesem Zweck eignet sich die Thermografie sehr gut. In dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit dem Förderprogramm Photonics Research Deutschland geförderten Forschungsprojekt PRECISE (13N12919) wird ein Laserscanner nicht nur zum Materialabtrag, sondern auch zur thermischen Anregung für die Defektdetektion genutzt. Eine IR-Kamera nimmt dabei den Laserscan sowie die darauffolgende Abkühlung auf. Mittels Bildverarbeitung wird dann der geschädigte Bereich ermittelt und an den Laserscanner zurückgegeben, der diese Information dann im darauffolgenden Abtragungsschritt nutzt. Dadurch wird das Abtragsvolumen minimiert und somit der Prozess beschleunigt. Aufgrund der präzisen Abtragung kann auch eine maximale Festigkeit der reparierten CFK-Struktur erzielt werden. Dieser Beitrag stellt die gesamte Prozesskette von der Defektdetektion über die Laser-Abtragung mit online-thermografischer Unterstützung bis hin zur Reparatur vor.