Heureka! Neue Prüfmethode checkt Composites per Roboter und Terahertz-Sensor

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Im sogenannten Eureka-Projekt Attic geht es um die Inspektion von glasfaserverstärkten Bauteilen. Fill Maschinenbau bietet diese Prüfmethode jetzt inklusive Roboter an. Hier die Details ...

Im Rahmen des Leichtbaus werden glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) oft genutzt. Haben Komponenten aus GFK aber Schäden, sind diese nicht immer leicht zu erkennen, sagt Fill Maschinenbau. Die Spektroskopie durch Wellen aus dem Terahertz-Spektrum gilt aber als vielversprechendes Verfahren, um die volumetrische – und vor allem zerstörungsfreie – Prüfung von elektrisch isolierenden Materialien wie etwa Kunststoffen zu ermöglichen. Im Rahmen des drei Jahre laufenden Projekts Attic (Automated Terahertz Imaging of Composites and tooling profiling) erfolgte nun erstmals die Integration dieses Prozesses als qualitätssichernde Zusatzfunktion in eine multimodale Accubot-NDT-Anlage von Fill Maschinenbau, wie es heißt. Und so hat man sich das vorzustellen:

Verfahrens-Newcomer zwischen Funk- und Lichtwellen

Ein, wie betont wird, noch recht junges Verfahren der zerstörungsfreien volumetrischen Prüfung (non-destructive testing; NDT) in nichtleitenden Materialien ist die oben erwähnte Spektroskopie mittels ultrakurzer Wellen im Terahertz-Spektrum (THz-Imaging). Die Wellenlänge reicht von circa 100 GHz (Gigahertz) bis 10 THz (0,05 bis 3,0 Millimeter). Dieses Spektrum bildet die Grenzregion zwischen Funk- und Lichtwellen, wie die Experten erklären. THz-Imaging ermögliche die berührungslose Untersuchung an GFK- oder Holzteilen, ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen. Auch ließen sich damit Polymerschäume prüfen oder die Schweißnahtqualität bei Thermoplasten.

Fill entwickelte dazu ein Anlagenkonzept mit den als sehr präzise geltenden Accubot-Robotern, die sowohl einzeln als auch auf parallel verlaufenden Linearachsen gemeinsam arbeiten können. Diese Anlagen sind dann in der Lage, mit unterschiedlichen Methoden Bauteilprüfungen vorzunehmen, heißt es weiter. Aufgrund einer zusätzlichen rotatorischen Servoachse am Tool Center Point sei die Bauteilprüfung damit auch an relativ kleinen, stark gekrümmten Bauteilbereichen möglich.

Zum Hintergrund der Projektbeteiligung von Fill

Die Einsatzmöglichkeiten der THz-Spektroskopie für Kunststoffanwendungen beschränkten sich bisher auf den Laborbetrieb. Fill beteiligte sich an diesem Prokjekt zur Entwicklung eines robotergestützten automatisierten Verfahrens für die Fertigung und anschließende Inspektion von Bohrlöchern in Glasfaser-Composites. Dabei erfolgt eine vollautomatische Inspektion des Materials um das Bohrloch auf Fehlstellen mithilfe von THz-Imaging. Die Integration eines THz-Spektrometers auf einen Flexchange-Schnellkupplungsflansch sorgte dabei für eine relativ simple Implementierung dieser Methode in eine robotergestützte Inspektionsanlage von Fill. Das flexible System ermöglicht nun die Anwendung von THz-Imaging für Faserverbundteile, auch wenn diese gekrümmt oder frei geformt sind. Gleiches gilt für die Kontrolle der inneren Stützstrukturen komplex geformter Teile aus additiver Fertigung.

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