Entwicklung einer Methodik zur Quantifizierung von Porosität und Faserondulationen in thermoplastischem Faserverbund (Bachelorarbeit)

Abstract

Faserverbundwerkstoffe sind aufgrund ihrer hervorragenden Leichtbaueigenschaften in der Luft- und Raumfahrttechnik als Hochleistungswerkstoffe etabliert. Um unter Anderem den Kosten- und Zeitaufwand in der Fertigung zu reduzieren, zielen Forschungsarbeiten des DLR auf die Entwicklung des thermoplastischen Tapelegens mit in-situ Konsolidierung. Im Rahmen der Forschung wird daher eine einheitliche und umfangreiche Methodik zur Quantifzierung der Tape- und Laminatqualität benötigt, die in dieser Arbeit entwickelt wurde. Es wurden Schliffprüfungen, Ultrschallprüfungen, Computertomographie- und Röntgenbilder, sowie Quecksilberporosimetrie auf Tapes und Laminate angewendet. Daraus wurden Porosität und Faserondulationen ermittelt. Die verwendeten Verfahren wurden verglichen und die Eignung für die Untersuchungsmethodik diskutiert. Eigenschaften der Tapes wurden auf die Laminate projiziert und Korrelationen diskutiert. Es wurde eine neue Methode zur Quantifzierung von Ultraschallmessungen anhand der Einkopplungsechos diskutiert und angewendet. Gute Ergebnisse wurden erzielt, und eine überwiegende Übereinstimmung der Verfahren festgestellt. Eine weitere Automatisierung der Auswertung wird angestrebt. Einzelne redundante Verfahren können auf Basis dieser Ergebnisse in weiteren Anwendungen vernachlässigt werden, um die Effizienz der Methodik zu steigern.