Geprüfte Qualität von Composite-Bahnen sorgt für Sicherheit und Ressourceneffizienz

Zielsichere Inspektion

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Verbundwerkstoffe kommen häufig in sicherheitsrelevanten Bereichen wie der Luftfahrt oder beim Bau von Windrädern zum Einsatz. Eine Prüfung ist daher von entscheidender Bedeutung. Neue Verfahren ermöglichen ein gehobenes Niveau an Qualitätssicherheit und Ressourceneffizienz.

Der Autor: Dr.-Ing. Rudolf Krampe, Business Unit Manager Plastics, Isra Surface Vision GmbH, Herten

Aufgrund der hohen Kosten und der Sicherheitsrelevanz der Composite-Bauteile verlangen Hersteller aus der Luftfahrt- und Automobilindustrie sowie dem Energiesektor von ihren Lieferanten eine Zertifizierung aller Materialien. Das heißt, die Qualität der Produkte muss anhand von Protokollen festgehalten und nachgewiesen werden. Die hohen Qualitätsanforderungen der Endkunden und der steigende Wettbewerbsdruck auf den weltweiten Märkten machen damit den Einsatz von automatischen Inspektionssystemen und Qualitätskontrollen künftig in allen Produktionsanlagen unumgänglich. Folglich leisten die Inspektionssysteme einen großen Beitrag bei der Sicherheit im Verkehrswesen sowie der Nutzung nachhaltiger Energiequellen.
Das Unternehmen Isra Vision hat seine langjährige Erfahrung und technologische Kompetenz aus unterschiedlichen Anwenderindustrien in die optischen All-in-one-Inspektionslösungen für Composite-Materialien einfließen lassen. Die Systeme sind bereits vielfach im Flugzeugbau, der Automobilindustrie und im Bereich der erneuerbaren Energien im Einsatz und haben ihre Flexibilität in teils hochspezialisierten Herstellungsprozessen unter Beweis gestellt.
Überwachung aller relevanten Produktionsschritte
Die Inspektionssysteme lassen sich nach den kundenspezifischen Anforderungen zielgerichtet einsetzen und integrieren. Damit können bei der Herstellung von Composite-Materialbahnen vom einzelnen Faden über das Gewebe bis zur Imprägnierung alle relevanten Produktionsschritte überwacht werden. Defekte wie Löcher, Faserlücken, Web- und Texturfehler oder Verunreinigungen werden bis in den in Hundertstelmillimeter-Bereich in Echtzeit detektiert, klassifiziert und angezeigt. Damit besteht die Möglichkeit, korrigierend einzugreifen und Fehler frühzeitig zu entfernen. Zusätzlich ermöglichen statistische Auswertungen Rückschlüsse auf die Herstellungsprozesse und eine Optimierung der Produktionslinien mit dem Effekt der weiteren Effizienzsteigerung.
Exklusive Features
Zu den innovativen Anwendungen zählt die 3D-Höhenvermessung – ein Alleinstellungsmerkmal von Isra. Sie dient der Erfassung von lose aufliegenden Fasern, sogenannten Fuzz-Balls (Faserbündeln), sowie von Defekten und Fremdpartikeln in Materialbahnen. Die Fehlerhöhe dient dabei als ein wichtiges Kriterium für die genaue Klassifikation der Materialfehler.
Ein weiteres Highlight ist die Inspektion von Kunstharz auf den Pre-Preg-Materialien (Pre-Impregnated). Bei der Kunstharz-Inspektion wird mit Kameras die gleichmäßige und vollständige Beschichtung des Materials mit Epoxidharz genau überwacht. Das System überprüft folglich auch funktionelle Eigenschaften des Materials.
Unerwünschte Metallpartikel, die im Bereich des Webstuhls etwa durch das Abbrechen einer Nadel in das Material gelangen, können mithilfe von Metalldetektoren erkannt werden. Die Ergebnisse der Metalldetektoren sind ebenfalls für die Klassifikation verwendbar.
Alle Komponenten der Systeme sind schmutzgeschützt, ausfallsicher und lassen sich einfach austauschen. Bei der Installation stellt die hohe elektrische Leitfähigkeit der zu überwachenden Materialien oftmals eine zusätzliche Anforderung an die eingesetzten Komponenten, die vor Zerstörung geschützt werden müssen. Als wesentlicher zusätzlicher Vorteil kann jedes System bei Bedarf entsprechend dieser Anforderungen ausgelegt werden.
Die Inspektionssysteme sind – bedingt durch das verwendete Konzept – zukunftssicher und erweiterbar: Technologie-Entwicklungen lassen sich einfach integrieren. Die Inspektionssysteme schaffen mit den neuen Features eine hohe Produktionseffizienz und Transparenz in der Qualität für den Endkunden.
Optimierte Qualität, erhöhte Ressourceneffizienz
Die Inspektionsanlagen sorgen bereits in frühen Prozessschritten für eine signifikante Verbesserung der Qualität nach definierten Standards. Fehler können oftmals direkt im Herstellungsprozess repariert oder herausgeschnitten und aussortiert werden. So wird bereits während der Produktion der Ausschuss verringert oder ganz vermieden – ein entscheidender Beitrag für den effizienten Ressourceneinsatz. Da die Prozesse der Karbonfaserherstellung sehr energieaufwendig sind, sorgen die Inspektionssysteme darüber hinaus für eine deutliche Energieeinsparung. Die weitreichenden Vorteile, wie höhere Kundenzufriedenheit, Einsparung von Material und Energie durch Abfallvermeidung sowie eine deutliche Ertragserhöhung, führen zu einer schnellen Amortisation der Inspektionssysteme. I

Info & Kontakt
Isra Surface Vision Dr.-Ing. Rudolf Krampe Business Unit Manager Plastics Tel.: 02366 9300-162 rkrampe@isravision.com www.isravision.com
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