DACH - Jahrestagung 2004 Salzburg

ZfP in Forschung, Entwicklung und Anwendung

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Klassifizierung von Porositäten in kohlefaserverstärkten Hubschrauberbauteilen mit Hilfe von Ultraschall - validiert mittels Miro-Computertomographie -

R. Oster, Eurocopter, München; R. Meier, intelligeNDT Systems &Services, Erlangen;
J. Schuller, Eurocopter, München; G. Oelrich, Hochschule der Bundeswehr, München
Kontakt: Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Oster

Kurzfassung

Immer größere, hochbelastete Zellenstrukturteile von Luftfahrzeugen werden zur Gewichtsersparnis aus Kohlefaserverbundwerkstoffen (CFK) hergestellt. Als Beispiel seien hier die Seitenleitwerke der AIRBUS-Flugzeugfamilie genannt.
Ebenfalls herausragende Innovationen sind die Hubschrauberzellen des NH90 und des TIGERs der Firma Eurocopter. Beide Zellenstrukturteile sind komplett mit dem Kohlefaserverbundwerkstoff gefertigt. Eine von vielen Qualitätsanforderungen ist die, dass die CFK-Laminate keine oder nur wenig Porosität aufweisen dürfen. Neben den Fasern, die die Zugspannungen in den Laminaten aufnimmt ist auch die Schubübertragungsfähigkeit der Epoxidharzmatrix eine entscheidende, festigkeitsbildende Eigenschaft. Ist eine zu hohe Porosität (kleine Lufteinschlüsse in der Matrix) vorhanden, wird die Schubübertragungsfähigkeit des Epoxidharzes vermindert.

In Vortrag wird gezeigt, wie mit Hilfe der Ultraschallprüfung, Impuls Echo und Durchschallung, der Porositätsanteil in CFK-Laminaten bestimmt werden kann. Es wurden zum erstenmal CFK-Proben unterschiedlicher Dicke und unterschiedlichen Porositäten mit Hilfe der Micro-Computertomographie (3D-MicroCT) vermessen. Die Auswertung erfolgte im Hinblick auf verschiedene Porositätsmodelle die im Luftfahrtbereich Verwendung finden. Die so ermittelten Porositäten wurden mit diversen Ultraschallparametern korreliert. Das Ergebnis macht die bisher verwendeten Methoden transparent und vergleichbar. Diese Untersuchung zeigt auch deutlich wie durch das Zusammenwirken zweier verschieden ZfP-Methoden eine Methode, in diesem Fall Ultraschall, validiert werden kann.

Die Untersuchungen wurden Rahmen des Projektes "Automatisierte Ultraschallprüfung mittels Robotern", die Firma EUROCPTER Deutschland GmbH mit der Firma IntelligeNDT zur Zeit verwirklicht, durchgeführt.

STARTHerausgeber: DGfZPProgrammierung: NDT.net