Systematische Literaturrecherche zu In-Line-Sensorik in der Faserverbundfertigung und Parameterstudie zur Integration von Ultraschallsensoren in Kunststoffformwerkzeuge

Kurzfassung

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verwendung von Sensoren zur In-Line Überwachung von Prozessparametern während der Fertigung von Faserverbundbauteilen. Dazu wird im ersten Teil eine systematische Literaturrecherche (SLR) zum Thema der In-Line Sensorik durchgeführt. Hierbei konnten insgesamt 2874 Publikationen identifiziert werden. Mit Hilfe der Software ASReview und verschiedenen Ausschlusskriterien können diese Publikationen auf 44 relevante eingegrenzt werden. Anhand dieser Publikationen werden die zuvor definierten Forschungsfragen beantwortet. Weiterhin wird festgestellt, dass die Sensoren von Liebers et al. [1] eine geeignete Wahl für den vorliegenden Anwendungsfall eines Lufteinlaufs darstellen. In einer anschließenden Parameterstudie werden die Sensoren auf verschiedenen Materialien (PA6, PET, Stahl und einem Epoxidmaterial) getestet. Dabei wird die Fließfront und der Aushärtegrad des Harzes überwacht. Auch der Einfluss der Materialdicke auf die Messergebnisse wird untersucht. Es zeigt sich, dass die Sensoren von Liebers et al. [1] grundsätzlich für den Einsatz an Werkzeugen aus den getesteten Kunststoffen geeignet sind. Damit kann der Verlauf der Fließfront und der Aushärtegrad des Harzes während der Herstellung eines Bauteils bestimmt werden. Außerdem lässt sich ein Zusammenhang zwischen der Art des Materials und der Auflösung der Messung erkennen. Auch unterschiedliche Materialdicken verändern den Amplitudenabfall und damit die Auflösung der Messung. Abschließend wird ein Konzept zur Sensorintegration am Beispiel eines Lufteinlaufs vorgestellt. Es wird gezeigt, wie die Sensoren auf einem Epoxidwerkzeug angebracht werden können und was bei der Integration der Sensoren zu beachten ist.