Defekte in Faserverbundmaterialien schon w\u00e4hrend des Produktionsprozesses entdecken \u2013 dies gelingt k\u00fcnftig mit Hilfe eines neuartigen Radarverfahrens, das die Kontrolle des Fertigungsprozesses von Faserverbundwerkstoffen wie Rotorbl\u00e4ttern von Windkraftanlagen zerst\u00f6rungsfrei und automatisch erm\u00f6glicht. Bislang erfolgte das Monitoring manuell per Sichtpr\u00fcfung. Das Fraunhofer-Institut f\u00fcr Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR hat das innovative Verfahren zusammen mit den Konsortialpartnern Ruhr-Universit\u00e4t Bochum, Fachhochschule Aachen und der Aeroconcept GmbH im Projekt FiberRadar entwickelt.<\/b><\/p>\n
Bei der Herstellung von glasfaserverst\u00e4rkten Strukturbauteilen, wie sie etwa in Rotorbl\u00e4ttern vorkommen, wird die Faserstruktur mit einer Harzmatrix fixiert. Unregelm\u00e4\u00dfigkeiten in der Ausrichtung und\/oder im Verlauf der Faserverst\u00e4rkung ver\u00e4ndern die Struktureigenschaften und reduzieren somit die Qualit\u00e4t des entstandenen Verbundwerkstoffs. \u00bbBei der Produktion von Rotorbl\u00e4ttern werden Glasfaserlagen \u00fcbereinander in einer Schale ausgelegt. Erfolgt dies nicht akkurat, kann es zu verschiedenen Defekten wie Wellenbildungen bzw. Ondulation kommen. Aber auch die Richtung der Faser kann sich verdrehen und somit die mechanischen Eigenschaften des Bauteils beeinflussen\u00ab, erl\u00e4utert Projektleiter Dr. Andr\u00e9 Froehly vom Fraunhofer FHR in Wachtberg. Bislang war eine Untersuchung des Faserverlaufs und der Faserschichtung vor dem Einbringen der Harzmatrix nicht zuverl\u00e4ssig m\u00f6glich, sodass Fehlstellen erst im Nachgang etwa durch Ultraschalluntersuchung gefunden werden konnten. Dies machte eine kontrollierte Prozesskette unm\u00f6glich und f\u00fchrte zu kostenintensiver Nacharbeit oder sogar zum Verschrotten von Bauteilen.<\/p>\n
Im Projekt FiberRadar haben die Forschenden nun ein Verfahren entwickelt, mit dem sich erstmalig auch die Ausrichtung der unteren Glasfaserschichten \u00fcberpr\u00fcfen l\u00e4sst \u2013 zerst\u00f6rungsfrei und automatisiert. M\u00f6glich macht es ein Millimeterwellen-Scansystem, bestehend aus einem Roboter, einem voll-polarimetrischen Radar und zugeh\u00f6riger Bildgebungssoftware. Dieses nutzt auch die Polarisation (der Begriff kennzeichnet in der Antennentechnik die Richtung der elektrischen Feldkomponente einer elektromagnetischen Welle) der elektromagnetischen Wellen, das hei\u00dft, es kann m\u00f6gliche Defekte auch durch \u00c4nderung der Polarisationsrichtung erkennen. Der Roboter scannt das Bauteil, das Radar \u00fcbernimmt die Messungen, die anschlie\u00dfend von der Software zu einem 3D-Bild zusammengesetzt werden. Das Besondere: W\u00e4hrend \u00fcbliche Radare nur \u00fcber einen Kanal verf\u00fcgen und somit eine Polarisation zum Senden als auch zum Empfangen nutzen, schickt das neue Radar Signale in zwei Polarisationen aus \u2013 auch empfangen wird in zwei Polarisationen. Damit lassen sich nicht nur Faserstrukturen hochaufl\u00f6send darstellen, sondern auch Defekte in tieferen Schichten einfach offenlegen. Zus\u00e4tzlich verbessert die Brechungskompensation die Bildqualit\u00e4t: Sie rechnet Effekte heraus, die durch die Brechung vor allem in tieferen Schichten problematisch sein k\u00f6nnen. Indem die Forscherinnen und Forscher mit dem Radar die einzelnen Schichten abbilden, k\u00f6nnen sie auch Abweichungen in der Faserorientierung entdecken und das gesamte Volumen des Materials zerst\u00f6rungsfrei \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n
Im Projekt FiberRadar wurde die integrierte Radartechnologie der Ruhr-Universit\u00e4t, die Algorithmenexpertise des Fraunhofer FHR und die Robotikkompetenz der FH Aachen genutzt, um ein Messsystem zu realisieren, das die Fertigung von Faserverbundwerkstoffen und Kontrolle der gefertigten Bauteile in bis dato unerreichbarer Pr\u00e4zision erm\u00f6glicht. Durch die Erfahrung der Aeroconcept GmbH kann die Technologie damit direkt in den Fertigungs- und Monitoringprozess im Bereich der Windradblattherstellung integriert und eine Schl\u00fcsseltechnologie f\u00fcr qualitativ hochwertige Verbundwerkstoffe etabliert werden. \u00bbWir freuen uns sehr \u00fcber die vielversprechenden Ergebnisse zum Abschluss des Projekts FiberRadar. Wir planen, in Folgeprojekten das System in Richtung Produktreife weiterzuentwickeln, um es im Produktionsprozess einzusetzen. Hier m\u00f6chten wir neben der Geschwindigkeit auch die Tiefenaufl\u00f6sung verbessern, um in k\u00fcrzerer Zeit noch mehr m\u00f6gliche Defekte zu erkennen\u00ab, so Froehly zu den n\u00e4chsten Schritten. Das Projekt wurde aus den Mitteln des Europ\u00e4ischen Fonds f\u00fcr regionale Entwicklung (EFRE) gef\u00f6rdert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Defekte in Faserverbundmaterialien schon w\u00e4hrend des Produktionsprozesses entdecken \u2013 dies gelingt k\u00fcnftig…<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":35711,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[24,16],"tags":[],"series":[],"class_list":["post-35710","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-plas-tv-meldungen-auf-der-startseite-unterhalb-slider","category-plast-tv-textmeldungen"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35710","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcomments&post=35710"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35710\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":35712,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/posts\/35710\/revisions\/35712"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=\/wp\/v2\/media\/35711"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fmedia&parent=35710"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fcategories&post=35710"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Ftags&post=35710"},{"taxonomy":"series","embeddable":true,"href":"https:\/\/plas.tv\/index.php?rest_route=%2Fwp%2Fv2%2Fseries&post=35710"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}