Tiefenaufgelöste Detektion von Fehlstellen in Faserverbundkunststoffen

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Im Bereich der Werkstoff- und Bauteilprüfung sind v. a. Faserverbundkunststoffe (FVK) mit Kohlenstoff- (CFK) und Glasfaserverstärkung (GFK) in den Fokus des Interesses gerückt, da diese für die Prüfung mit herkömmlichen zerstörungsfreien Prüfmethoden (ZfP) nur bedingt zugänglich sind und ihr Marktanteil stetig zunimmt. Keines der bisher etablierten ZfP-Verfahren ist im FVK-Segment aktuell so universal einsetzbar wie die aktive Lock-in-Thermografie, die in dem durchgeführten F&E-Projekt im Fokus steht. Entweder ist die Prüfgeschwindigkeit von rasternden Punkt-Messverfahren zu gering (z. B. Ultraschall) oder die Anwendung des Verfahrens setzt bestimmte elektrische Eigenschaften voraus (z. B. Terahertz, Mikrowellen, Wirbelstrom). Weiterhin sind die Systemkosten der Lock-in-Thermografie verhältnismäßig gering (z. B. gegenüber Röntgen-Methoden). Die im F&E-Projekt betrachtete Erweiterung der Lock-in-Thermografie durch Anwendung einer multifrequenten Anrege- und Auswertetechnik bietet eine zuverlässige Möglichkeit, die Prüfdauer und auch die benötigte Rechenkapazität signifikant zu reduzieren sowie gleichzeitig detaillierte Aussagen zur Tiefenlage möglicher Fehlstellen zu erhalten. Es hat sich gezeigt, dass mit der neuen Methode ein Großteil der charakteristischen und für die Industrie relevanten Fehlermerkmale detektiert werden kann, sodass sich Bauteile qualitativ und quantitativ bewertet lassen. Dies wurde an Bauteilen mit systematisch und künstlich eingebrachten, aber zugleich realitätsnahen Fehlermerkmalen demonstriert. Eine industrielle Eignung konnte zusätzlich anhand von zur Verfügung gestellten Realbauteilen aufgezeigt werden.