Prüfverfahren, Qualitätssicherung, Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Flashcards
Welche QM-Methoden werden zur Verbesserung der FVK-Herstellung eingesetzt?
- Prozess-Struktur-Matrix (PSM): Verbesserung der internen Kommunikation
- Wertstromanalyse/-design: Reduzierung von Liegezeiten und Lagerbestand
- Quality Gates: Qualitätscontrolling von Prozessen
- Quality Function Deployment (QFD): Entwicklung von kundenorientierten Produkten
- Fehler-Möglichkeits- und Einfluss-Analyse (FMEA): pro aktive Begegnung von Produkt- und Prozessrisiken
(Analyse von Fehlern) - Design of Experiments (DoE): Reduzierung von Versuchsaufwänden
- Kontinuierliche Verbesserungsprozesse (KVP): Optimierung des Fertigungsprozesses
- 5S/6S-Methode: Beseitigung von Verschwendung
- Sigma Change – Projekte: Robuste Prozesse
Welche Fehlerarten treten in Textilien auf?
- Gassen
- Ausrichtung / Faserorientierung
- Schlaufen
- Falten
- Welligkeit / Faserondulation
Was sind typische Fehlerarten im Fertigteil?
- Delamination
- Risse
- Faser-Matrix Haftung
- Aushärtung
Für die Detektion welcher Fehlerarten eignet sich die Ultraschallmesstechnik?
- Delamination
- Fremdeinschlüsse
- Makro-Risse
- Porosität
- Faserorientierung
Welche Prüfverfahren eignen sich zur Untersuchung von Textilien?
- Systeme zur Oberflächenprüfung
- Systeme zur Testung der Klebungen
- Optische Sensorsysteme
- Ultraschallsysteme
- Thermografiesysteme
- Computertomografie
- Wirbelstromprüfung
Mögliche 2D-Fehlerklassifikationen
- Gasse
- Fremdobjekt
- Lufteinschlüsse
- Gerissenen Naht
- Falsch ausgerichtete Rovings
Was kann mithilfe eines Laserlichtschnittsensors
detektiert werden?
- Gassen
- Fremdobjekte
- Lufteinschlüsse
- Gerissenen Nähte
- Falsch ausgerichtete Rovings
Unterschiedliche Fehlerdetektion der Welligkeit
- > Welligkeit parallel zur Oberfläche:
- Eigenschaft: Variation in der lokalen Faserorientierung
- Detektion: Evaluierung der Standardabweichung der Faserorientierung
- > Welligkeit vertikal zur Oberfläche:
- Eigenschaft: Starke lokale Variation im Geometrieprofil
- Detektion: Evaluation von RMSE zur angenommenen Geometrie
Mögliche Fehlerarten beim Tapegelegeprozess
- Stoßkante (gerade)
- Lücke (doppeltes sigmoid)
- Überlappung (doppeltes sigmoid)
- Kante (sigmoid)
Beispiel für zerstörungsfreie Prüfungen
Generell: Oberflächen- und Konturmessungen
Spezifisch: - Konfokale Mikroskopie
- Taktile Messung
Setup einer 3D Kegelstrahl Computertomografie-Anlage
- Röntgenröhre
- Achsen
- Drehteller und Aufspannung
- Bauteil
- Röntgendetektor
- Auswertung (Algorithmik)
Besonderheit Wirbelstromprüfung
Es wird eine elektrische Leitfähigkeit vorausgesetzt.
Daher funktioniert die Wirbelstromprüfung bei FVW nur mit CFRP- Materialien.
Aufbau Wirbelstromprüfung
- Magnetfeld von Spule
- Wirbelströme
- Spule
- Leitfähiges Material
- Induziertes magnetisches Feld
Arbeitsweise Lockin-Thermografie
- Sinusförmige thermische Anregung
- Pixelweise Transformation (Fourier) der Bildsequenzen
- Auf den resultierenden Phasenbildern werden Beleuchtungsinhomogenitäten eliminiert
- Visualisierung von thermischer
Wellenausbreitung in Phasenbilder
Arbeitsweise Ultraschallmessverfahren
- Hochfrequente Schallwellen (20kHz – 2GHz)
- Zerstörungsfreie Prüfung
- Reflexion und Transmission von Schall an jeder Grenzfläche (z. B. Wasser → Stahl)
- Schall wird von einem piezoelektrischen Element generiert, welches durch Wechselstromspannung in Bewegung versetzt wird
- Für Ausbreitung wird ein Medium benötigt
- Liefert Informationen über Inhomogenitäten im Bauteil durch Ausnutzen von Transmissions- und Reflexionseffekten
- Aus reflektierten Wellen wird ein elektrisches Signal generiert
Verschiedene Technologien der Ultraschallprüfung
-> Impuls-Echo-Verfahren:
- Messen des reflektierten Schalls
- Sender und Empfänger in einer Sonde
- Erlaubt die Tiefe der Inhomogenität zu ermitteln
- Aber: Die Stärke des Echoimpulses nimmt invers
proportional zum Quadrat des Abstands ab
-> Durchschallverfahren:
- Messen des transmittierten Schalls
- Nützlich für dicke Komponenten
- Keine Tiefeninformation
- Aber: Es wird eine exakte Positionierung von
Sender und Empfänger benötigt
Verschiedene Technologien der Ultraschallprüfung
-> Impuls-Echo-Verfahren:
- Messen des reflektierten Schalls
- Sender und Empfänger in einer Sonde
- Erlaubt die Tiefe der Inhomogenität zu ermitteln
- Aber: Die Stärke des Echoimpulses nimmt invers
proportional zum Quadrat des Abstands ab
-> Durchschallverfahren:
- Messen des transmittierten Schalls
- Nützlich für dicke Komponenten
- Keine Tiefeninformation
- Aber: Es wird eine exakte Positionierung von
Sender und Empfänger benötigt
Visualisierung der Messdaten bei Ultraschallprüfung mit nur einer Messposition
A(mplituden)-Bild: - Darstellung der Schallintensität der Reflektionen (Echos) über die Laufzeit im Medium - Echos treten an den Grenzflächen zweier Medien unterschiedlicher Schallwiderstände auf
Oberflächenecho (OE)
Rückwandecho (RE)
Fehlerecho (FE)
Visualisierung der Messdaten bei Ultraschallprüfung mit mehreren Messpositionen (Verarbeitung mehrere A-Bilder)
- > B-Bild:
- Vertikaler Schnitt durch das Bauteil
- Farbliche Kodierung der Schallintensität der A-Bilder über die gesamte Laufzeit
- > C-Bild:
- Horizontaler Schnitt durch das Bauteil
- Farbliche Kodierung der Schallintensität der A-Bilder bei fester Laufzeit
- > D-Bild:
- Farbliche Kodierung der Laufzeit zwischen zwei Echos eines jeden A-Bildes
Welche Defekte in CFK-Materialien lassen sich besonders gut mit Ultraschallsystemen detektieren?
Delamination und Klebfehler
Welche nicht-zerstörende Technologie eignet sich besonders gut zur Inspektion textiler Strukturen?
2D-Bildverarbeitung
Mit welchen zerstörungsfreien Verfahren lassen sich Defekte im Inneren eines CFK-Bauteils inspizieren?
Ultraschall und Computertomografie
Welche Probleme können bei der Verwendung der Wirbelstromprüfung auftreten?
Eine elektrische Leitfähigkeit des Prüfkörpers wird vorausgesetzt.
Das trifft jedoch nur auf Carbon- und Glasfasern zu
Welche Vor- und Nachteile bietet die Inspektion von FVW mittels Computertomografie?
+ 3D-Punktwolke
+ Messung kleiner Poren
+ Digitalisierung ganzer Volumen
+ Einzige Technologie, die das Innere des Prüfobjekts hochaufgelöst inspizieren kann
- Begrenztes Prüfvolumen und –gewicht
- Aufwendige Datenverarbeitung (~10 Gbyte pro Messung)
- Strahlungsschutzmaßnahmen notwendig
- Lange Messzeit pro Teil
- Viele Einflussfaktoren auf Messprozess
