Thermografie als Qualitätssicherungsmaßnahme bei der Herstellung der Nasen-Struktur für das Raumtransportsystem X-38

Abstract

Das DLR entwickelt eigene Fertigungsrouten für faserkeramische Strukturen, die sehr hohen thermomechanischen Belastungen unterworfen sind. Bei der Entwicklung dieser neuen Werkstoffe ist die Garantie gleichbleibender Materialqualität sowie die Reduktion der Ausschussrate mittels prozessbegleitender zerstörungsfreier Prüfmethoden (ZfP) erforderlich. Gleichzeitig muss die Einsatztauglichkeit sicherheitsrelevanter Bauteile durch zerstörungsfreie Inspektionsmaßnahmen gewährleistet sein. Unter den verschiedenen bekannten ZfP-Methoden erfüllen nur wenige die Anforderungen bzgl. Schnelligkeit, Globalität und Aussagekraft gleichzeitig. Das Thermografieverfahren erfüllt diese Anforderungen weitgehend, insbesondere die Lockin Thermografie in Verbindung mit den neu entwickelten Anregungsmethoden am IKP. Die im Institut hergestellten Bauteile, Platten und Proben aus verschiedenen faserverstärkten Werkstoffen, speziell faserverstärkte Keramik C/C-SiC, wurden mit Lockin Thermografie untersucht. Dieses Verfahren detektiert zuverlässig Inhomogenitäten wie Ansammlung von Si, Poren und Delaminationen in verschiedenen Tiefen. Die Einsetzbarkeit des Thermografie-Verfahrens zur Überprüfung der Nasenstruktur für das Raumtransportsystem X-38 konnte während den verschiedenen Herstellungsstufen nachgewiesen werden. Vergleiche mit anderen ZfP Verfahren wie Ultraschall und Röntgen bestätigen die Ergebnisse der Lockin Thermografie. Ihr Einsatz bietet außerdem den Vorteil der Qualitätsüberprüfung der Nasenstruktur nach verschiedenen Einsätzen in eingebautem Zustand und erweist sich als eine zuverlässige, vielversprechende ZfP Methode bei wirtschaftlich vertretbarem Aufwand.