Hochauflösender Multifrequenz-Wirbelstrom Scanner zur prozessnahen Prüfung von Kohlefasermaterialien

Fraunhofer-Allianz Vision

Kohlefasern haben eine geringe elektrischer Leitfähigkeit, die für die Qualitätsbeurteilung durch Wirbelstrom genutzt werden kann. Aufgrund ihrer einfachen Anwendbarkeit sind wirbelstrom-basierte Prüfmethoden besonders für eine schnelle prozessnahe Prüfung von Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) geeignet.

Das Fraunhofer IZFP Dresden stellt mit dem universell parametrierbaren Freiformscanner EddyCus MPECS eine Weiterentwicklung der Wirbelstrom-Prüfsysteme vor, die durch die Erzeugung von verzerrungsfreien Leitfähigkeitsbildern auch an realen 3-D-Strukturen einsetzbar ist.

Der Freiform-Wirbelstrom-Scanner wurde aufbauend auf Erkenntnissen zur Detektion von Kohlenstofffaserlagen an planaren Objekten entwickelt. Neben der hohen Scangeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Auflösung sind seine maßgeblichen Eigenschaften die Nachführung des Sensors auf schrägen, planaren Flächen und eine flexible Parametrierung der verschiedenen, leicht auswechselbaren Sensoren.

Der Wirbelstromscanner wurde als Offline-Lösung zur prozessnahen Stichprobenprüfung entwickelt. Bei bildgebender Wirbelstrommessung zur Auswertung der Kohlefaserlagen ist bei Formteilen vor allem die Topographienachführung des Sensors wichtig. Die Sensoren gleiten leicht und nahezu druckfrei über die Oberfläche. Unebenheiten werden fast vollständig ausgeglichen, um Abhebeeffekte minimal zu halten Aus dem C-Scan – dem Leitfähigkeitsbild – können die Einzellagen separiert werden. Materialdefekte werden durch Kombination verschiedenster Filter im Bild sichtbar.

Das Standardgerät kann eine maximale Fläche von 300 x 300 mm mit einer Geschwindigkeit von 300 mm/s und einer Samplerate von 3000 Samples pro Sekunden erfassen. Darüber hinaus bietet die Software eine sequentielle Mehrfrequenzerfassung mit bis zu vier Frequenzen.

Prüfung moderner Werkstoffe

Moderne Hightech-Materialien wie Kohlefaserverbundwerkstoffe (CFK) finden heute zunehmend Verbreitung. Das Wirbelstrom-Verfahren ist aufgrund der geringen Leitfähigkeit der Kohlefasern eine geeignete Methode zur Qualitätsprüfung von CFK-Bauteilen. Detektierbare Fehler und Prüfmerkmale sind Delaminationen, Faserbrüche, Ondulationen, Impactschäden und die tatsächliche Dicke der CFK-Struktur. Auch die präzise Ausrichtung der Fasern in den verschiedenen Lagen lässt sich präzise detektieren.

Bildquelle

  • Fraunhofer IZFP-D

Aktualisierungsdatum

27.03.2012

Anlass

Fraunhofer Vision auf der Control 2012