Ermittlung der Messgenauigkeit und Erprobung von Wirbelstromsensorik zur Qualitätssicherung von komplexen CFK-Preforms

Abstract

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Wirbelstromprüfung an der EVo-Anlage (Endkonturnahe Volumenbauteile) zur vollautomatisierten Produktion von RTM-Bauteilen (Resin Transfer Molding) eines DLR-Projektes (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt) in Stade. Ziel ist es, die Messunsicherheit des Faserwinkels zu ermitteln. Dabei wird ein Vorgehen nach dem GUM (Guide to the Expression of Uncertainty in Measurement) gewählt, welches ein schrittweises allgemein anerkanntes Verfahren zur Ermittlung der Messunsicherheit darstellt.

Grundlage der Untersuchungen im Rahmen dieser Arbeit ist die Analyse von flächigen CFK-Preforms (Carbonfaserverstärkte Kunststoffe). Diese werden mit Hilfe eines Drehtisches untersucht und somit die Messunsicherheit bestimmt. Das Vorgehen umfasst das statistische Verfahren der Varianzanalyse, mit welchem die Signifikanz mehrerer Einflussparameter auf den Messprozess überprüft wird. Ziel ist es, die Parameter mit einem Einfluss auf die Messunsicherheit dieses Prozesses zu bestimmen. Des Weiteren sollen Werte bzw. Wertebereiche für Parameter bestimmt werden, die einen positiven Einfluss auf die Messunsicherheit haben. Je geringer diese ist, desto höher ist die Güte des Messprozesses.

Es wird gezeigt, dass die Messunsicherheit sowohl von Software-Parametern der Messaus- wertung (wie z.B. Kontrasteinstellungen / Bildfiltern) als auch von Hardware-Parametern der Messung (wie z.B. Sensoren / Materialien) abhängig ist. Durch eine geschickte Wahl dieser Parameter kann die Messunsicherheit jedoch reduziert werden. Die verschiedenen untersuchten Materialien bzw. Proben zeigen dabei den größten Einfluss auf das Ergebnis, dies muss bei zukünftigen Untersuchungen berücksichtigt werden.

Ein bisher nicht verwendeter 3D-gedruckter Sensor wurde erfolgreich getestet und zeigt Ergebnisse, welche von gleicher Qualität wie bisher verwendete Sensoren sind. Dieser bietet den Vorteil, auch komplexe Bauteile untersuchen zu können.