Eurocopter Komplexe Faserverbundstrukturen Prüfprozessentwicklung

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Charlotte Weiss
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November 2014 Berlin Manuel Holzheimer Agenda Eurocopter Komplexe Faserverbundstrukturen Prüfprozessentwicklung Verfahren

1 Seminar des Fachausschusses Ultraschallprüfung Vortrag 4 Industrielle Ultraschallprüfung geometrisch komplexer Faserverbundstrukturen Präsentation: FA Ultraschallprüfung: Bildgebende Verfahren für die Ultraschallprüftechnik 11. November 2014 Berlin Manuel Holzheimer Agenda Eurocopter Komplexe Faserverbundstrukturen Prüfprozessentwicklung Verfahren identifizieren Methoden anpassen / entwickeln Wirksamkeit des Prozesses nachweisen Praktische Umsetzung Fazit 2 Lizenz: 1

2 EUROCOPTER 3 Eurocopter 4 2

3 KOMPLEXE FASERVERBUNDSTRUKTUREN 5 Komplexe Faserverbundstrukturen Aktuell / Trend Konzeptleichtbau Integralbauweise Komplexe Geometrien Neue Produktionstechniken Neuartige Materialien / Materialkombinationen (Fasern / Harze / Kernmaterialien) Herausforderung ZFP 6 3

ZFP ANFORDERUNGSPROFIL 7 Anforderungen an die ZFP Fehlerarten Delaminationen, Porosität, Ondulationen Geometrie, Werkstoffe, Bauart Dokumentation

4 ZFP ANFORDERUNGSPROFIL 7 Anforderungen an die ZFP Fehlerarten Delaminationen, Porosität, Ondulationen Geometrie, Werkstoffe, Bauart Dokumentation Zulässige Fehlergrößen Größe / Lage ZFP Geschultes Personal Flexibel und robust / prozesssicher Manuell und automatisiert einsetzbar Kostengünstig 8 4

5 PRÜFPROZESSENTWICKLUNG 9 Prüfprozessentwicklung Methode anpassen / entwickeln Wirksamkeit des Prozesses nachweisen Praktische Umsetzung Verfahren Identifizieren 10 5

Verfahren Identifizieren Potentielle Fehelerarten lange,

Delamintion Ondualtion EC 135 Verfügbare ZfP Methode UT PE UT TT

schwer zugängliche Sandwichstrktur Porosität in Monolith

Radien Delamination in Sandwich EC145 T2 Verfügbare ZfP Methode

CT o o o o o + Verfahren sehr gut geeignet o Verfahren bedingt

Verfahren mittelfristig entwickelbar Verfahren im Laborstatus 11

geeignet o Verfahren bedingt Verfahren mittelfristig

6 Verfahren Identifizieren Potentielle Fehelerarten lange, schmale, komplexe Struktur, hohe Stückzahlen Porosität Delamintion Ondualtion EC 135 Verfügbare ZfP Methode UT PE UT TT IRT RT CT Potentielle Fehlerarten lange, rohrförmige, schwer zugängliche Sandwichstrktur Porosität in Monolith Delamintione n in Monolith Porosität in Radien Delamination in Radien Delamination in Sandwich EC145 T2 Verfügbare ZfP Methode UT PE + + o + UT TT Water o o o o + UT TT Air + IRT o o o o o RT CT o o o o o + Verfahren sehr gut geeignet o Verfahren bedingt geeignet - Verfahren ungeeignet Verfahren kurzfristig verfügbar Verfahren mittelfristig entwickelbar Verfahren im Laborstatus 11 Verfahren Identifizieren A350 Passagiertür + Verfahren sehr gut geeignet o Verfahren bedingt geeignet - Verfahren ungeeignet Verfahren kurzfristig verfügbar Verfahren mittelfristig entwickelbar Verfahren im Laborstatus 12 6

METHODEN ANPASSEN / ENTWICKELN Ultraschall Radienprüfung an monolithischen

Ultraschallgeräte, Prüfköpfe, Vorlaufstrecken usw.

7 METHODEN ANPASSEN / ENTWICKELN Ultraschall Radienprüfung an monolithischen Faserverbundstrukturen 13 Methoden anpassen / entwickeln Auswahl Equipment Ultraschallgeräte, Prüfköpfe, Vorlaufstrecken usw. Entwicklung Vergleichskörper Repräsentative Geometrie, Materialien inkl. kleinster nachzuweisender Fehler (z.b. KSR) Anpassen und optimieren der UT Methode / Equipment UT Parameterstudien Tiefenausgleichskurven, Transferkorrekturen, Registrierschwellen 14 7

8 Auswahl / Optimierung der Methoden So viel wie nötig, so wenig wie möglich Prüfung mit Vorlaufstrecke Prüfung mit Curved Array 15 WIRKSAMKEIT DES PROZESSES NACHWEISEN 16 8

9 Wirksamkeit des Prozesses nachweisen durch POD und MCT Statistischer Nachweis POD Probability of Detection Quantitativer Nachweis MCT Micro- Computertomografie 17 Verifikation an Vergleichskörpern mit eingebrachten KSR KSR 6 mittig 18 9

10 Verifikation und Analyse an realen Anzeigen 9 mm 3,8 mm 19 Verifikation und Analyse an realen Anzeigen 3,6 mm 1,2 mm 17 mm 20 10

11 Verifikation und Analyse an realen Anzeigen 46 mm 4,4 mm 2,3 mm 21 PRAKTISCHE UMSETZUNG 22 11

12 Praktische Umsetzung Infrastruktur herstellen / Geräte Prüfanweisungen / Dokumentationsgrundlagen Schulung / Leistungskontrollen des Prüfpersonals Fortwährende Optimierung des Prüfprozesses Von manueller- zur automatisierten Prüfung Wartung 23 FAZIT 24 12

Fazit Aktuelle Faserverbundstrukturen und Bauweisen bringen ZFP an ihre Grenzen Hintergrundwissen ist notwendig bezüglich Herstellungsverfahren, Bauweisen, Materialien Möglich Fehlertypen und Größen

13 Fazit Aktuelle Faserverbundstrukturen und Bauweisen bringen ZFP an ihre Grenzen Hintergrundwissen ist notwendig bezüglich Herstellungsverfahren, Bauweisen, Materialien Möglich Fehlertypen und Größen Aussagekräftige Wirksamkeitsnachweise nur über Verifikationsmessungen an realen Strukturen möglich MCT, Schliffbilder, reale Defekte MCT wertvoll als Referenzmethode an Kleinproben Fehlererkennbarkeit UT typischerweise überlegen Fehlercharakterisierungsmöglichkeiten (z.b. durch Visualisierung, Vermessung, Automatisierung usw.) MCT Ergebnisse leichter verständlich als UT (3D vs. 2D) Angepasster ZFP Prozess So viel wie nötig, so wenig wie möglich! 25 Fragen? VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT 26 13

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