Prüfverfahren, Qualitätssicherung, Fertigungsmesstechnik und Qualitätsmanagement Flashcards

1
Q

Welche QM-Methoden werden zur Verbesserung der FVK-Herstellung eingesetzt?

A
  • 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
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2
Q

Welche Fehlerarten treten in Textilien auf?

A
  • Gassen
  • Ausrichtung / Faserorientierung
  • Schlaufen
  • Falten
  • Welligkeit / Faserondulation
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3
Q

Was sind typische Fehlerarten im Fertigteil?

A
  • Delamination
  • Risse
  • Faser-Matrix Haftung
  • Aushärtung
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4
Q

Für die Detektion welcher Fehlerarten eignet sich die Ultraschallmesstechnik?

A
  • Delamination
  • Fremdeinschlüsse
  • Makro-Risse
  • Porosität
  • Faserorientierung
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5
Q

Welche Prüfverfahren eignen sich zur Untersuchung von Textilien?

A
  • Systeme zur Oberflächenprüfung
  • Systeme zur Testung der Klebungen
  • Optische Sensorsysteme
  • Ultraschallsysteme
  • Thermografiesysteme
  • Computertomografie
  • Wirbelstromprüfung
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6
Q

Mögliche 2D-Fehlerklassifikationen

A
  • Gasse
  • Fremdobjekt
  • Lufteinschlüsse
  • Gerissenen Naht
  • Falsch ausgerichtete Rovings
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7
Q

Was kann mithilfe eines Laserlichtschnittsensors

detektiert werden?

A
  • Gassen
  • Fremdobjekte
  • Lufteinschlüsse
  • Gerissenen Nähte
  • Falsch ausgerichtete Rovings
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8
Q

Unterschiedliche Fehlerdetektion der Welligkeit

A
  • > 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
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9
Q

Mögliche Fehlerarten beim Tapegelegeprozess

A
  • Stoßkante (gerade)
  • Lücke (doppeltes sigmoid)
  • Überlappung (doppeltes sigmoid)
  • Kante (sigmoid)
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10
Q

Beispiel für zerstörungsfreie Prüfungen

A

Generell: Oberflächen- und Konturmessungen

Spezifisch: - Konfokale Mikroskopie
- Taktile Messung

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11
Q

Setup einer 3D Kegelstrahl Computertomografie-Anlage

A
  • Röntgenröhre
  • Achsen
  • Drehteller und Aufspannung
  • Bauteil
  • Röntgendetektor
  • Auswertung (Algorithmik)
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12
Q

Besonderheit Wirbelstromprüfung

A

Es wird eine elektrische Leitfähigkeit vorausgesetzt.

Daher funktioniert die Wirbelstromprüfung bei FVW nur mit CFRP- Materialien.

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13
Q

Aufbau Wirbelstromprüfung

A
  • Magnetfeld von Spule
  • Wirbelströme
  • Spule
  • Leitfähiges Material
  • Induziertes magnetisches Feld
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14
Q

Arbeitsweise Lockin-Thermografie

A
  • Sinusförmige thermische Anregung
  • Pixelweise Transformation (Fourier) der Bildsequenzen
  • Auf den resultierenden Phasenbildern werden Beleuchtungsinhomogenitäten eliminiert
  • Visualisierung von thermischer
    Wellenausbreitung in Phasenbilder
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15
Q

Arbeitsweise Ultraschallmessverfahren

A
  • 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
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16
Q

Verschiedene Technologien der Ultraschallprüfung

A

-> 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

17
Q

Verschiedene Technologien der Ultraschallprüfung

A

-> 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

18
Q

Visualisierung der Messdaten bei Ultraschallprüfung mit nur einer Messposition

A
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)

19
Q

Visualisierung der Messdaten bei Ultraschallprüfung mit mehreren Messpositionen (Verarbeitung mehrere A-Bilder)

A
  • > 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
20
Q

Welche Defekte in CFK-Materialien lassen sich besonders gut mit Ultraschallsystemen detektieren?

A

Delamination und Klebfehler

21
Q

Welche nicht-zerstörende Technologie eignet sich besonders gut zur Inspektion textiler Strukturen?

A

2D-Bildverarbeitung

22
Q

Mit welchen zerstörungsfreien Verfahren lassen sich Defekte im Inneren eines CFK-Bauteils inspizieren?

A

Ultraschall und Computertomografie

23
Q

Welche Probleme können bei der Verwendung der Wirbelstromprüfung auftreten?

A

Eine elektrische Leitfähigkeit des Prüfkörpers wird vorausgesetzt.
Das trifft jedoch nur auf Carbon- und Glasfasern zu

24
Q

Welche Vor- und Nachteile bietet die Inspektion von FVW mittels Computertomografie?

A

+ 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
25
Erklären Sie den Unterschied zwischen einem Röntgenbild und einer ComputerTomographie-Aufnahme.
Röntgenbild: – 2D-Projektion der Röntgenschwächung durch das Gewebe Computer-Tomographie: – Volumetrische Erfassung von Objekten – Schnittbilder durch Objekte
26
Nennen Sie Vor- und Nachteile der Thermografie zur Prüfung von FVW-Materialien.
``` + (Lock-In) Thermografie ermöglicht 3DSchadensquantifizierung + Berührungs- und Zerstörungsfrei + Große Fläche können bei einer Messung erfasst werden (im Gegensatz zu CT und Ultraschall) + Oberflächenschäden können schnell detektiert werden (Pulsthermografie) +Gefahrenfrei (keine Strahlung) + Relativ günstiges Setup + Portabel ``` - FVW benötigen aktive Anregung - Genauigkeit der Messung geringer als bei CT/Ultraschall - Lange Messzeiten für tiefe Schäden und dabei geringere Auflösung durch laterale Wärmeflüsse (2. Satz der Thermodynamik!) - Verdeckte Schäden bleiben unentdeckt
27
Welchen Vorteil bietet aktive optische Lock-In Thermografie gegenüber passiver oder indirekten thermischen Anregungsverfahren?
Lock-In Thermografie ermöglicht über die Verbindung der thermischen Eindringtiefe 𝜇 der thermischen Welle in das Material mit Wärmeleitfähigkeit 𝛼 zur Anregungsfrequenz 𝑓 die Möglichkeit, neben der Schadensfläche auch die Tiefe des Schadens zu bestimmen
28
Was unterscheidet passive und aktive Thermografie?
Um ein Merkmal mittels Thermografie aufzeichnen zu können, muss ein thermischer Kontrast hergestellt werden. Wird dieser durch externe thermische Anregung hervorgerufen, spricht man von aktiver Thermografie. Andernfalls von passiver Thermografie.
29
Welche Vor- und Nachteile bietet die Ultraschallprüfung für FVW?
``` + Hohe Auflösung durch Punktmessung (‘Referenzlösung für FVW’) + Prüfung kritischer Punkte + Schichtdickenmessung möglich + Inline-Prüfung möglich + Ungefährlich ``` - Flächige Prüfung nur durch Bewegen des Prüfobjekts oder des Ultraschallsensors möglich - Koppelmedium notwendig - Genau Ausrichtung senkrecht zur Oberfläche nötig