Innovative Inspektionstechnologie für die Produktion fehlerfreier Faserverbundwerkstoffe in der Verkehrs- und Energie-Industrie Geprüfte Qualität von Composite-Bahnen sorgt für Sicherheit und Ressourceneffizienz Composite Materialen spielen in vielen Industrien eine zunehmend wichtige Rolle. Dabei kommen die Verbundwerkstoffe häufig in sicherheitsrelevanten Bereichen wie der Luftfahrt oder beim Bau von Windrädern zum Einsatz. Eine Prüfung der faserverstärkten Kunststoffe ist daher von entscheidender Bedeutung. Für die in-line Kontrolle von Composite Materialien bieten die hochentwickelten optischen Oberflächeninspektionssysteme von ISRA VISION eine zuverlässige Lösung. Neueste Verfahren ermöglichen die 3D Höhenvermessung von Materialfehlern, die Überwachung von Epoxidharzbeschichtungen, die Integration von Metalldetektoren sowie die Fadenvermessung und kontrolle. Die Anwendungen verbessern damit die Produktionsüberwachung und ermöglichen ein neues Niveau an Qualitätssicherheit und Ressourceneffizienz. Auf Grund 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 zukünftig in allen Produktionsanlagen unumgänglich. Folglich leisten die Inspektions- Seite 1
systeme gleichzeitig einen großen Beitrag bei der Sicherheit im Verkehrswesen sowie der Nutzung nachhaltiger Energiequellen. Zuverlässiger Einsatz in der Praxis ISRA VISION, weltweiter Marktführer für Oberflächeninspektion, hat ihre langjährige Erfahrung und technologische Kompetenz aus verschiedensten Anwenderindustrien in die optische 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 unterschiedlichsten, teils hochspezialisierten Herstellungsprozessen unter Beweis gestellt. Effektive 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 hin zur Imprägnierung alle relevanten Produktionsschritte überwacht werden. Defekte wie Löcher, Faserlücken, Web- und Texturfehler oder Verunreinigungen werden bis in den in Hundertstel Millimeter Bereich in Echtzeit detektiert, klassifiziert und angezeigt. Damit besteht die Möglichkeit korrigierend einzugreifen und Fehler frühzeitig zu entfernen. Der Ertrag kann so signifikant gesteigert werden. Zusätzlich ermöglichen statistische Auswertungen Rückschlüsse auf die Herstellungsprozesse und eine Optimierung der Produktionslinien mit dem Effekt der weiteren Effizienzsteigerung. Seite 2
Exklusive Features Zu den innovativen Anwendungen zählt die 3D Höhenvermessung ein absolutes 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 (Pre-Impregnated) Materialien. 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, zum Beispiel durch das Abbrechen einer Nadel in das Material gelangen, können mit Hilfe 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 diesen Anforderungen ausgelegt werden. Die Inspektionssysteme sind bedingt durch das verwendete Konzept zukunftssicher und erweiterbar: Technologie-Entwicklungen lassen sich einfach integrieren. Die Inspektionssysteme werden mit den Seite 3
neuen Features zu einem unverzichtbaren Werkzeug zur Schaffung höchster Produktionseffizienz und Transparenz in der Qualität für den Endkunden. Optimierung der Qualität, Erhöhung der Ressourceneffizienz Die Inspektionsanlagen garantieren bereits in frühen Prozessschritten 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. Seite 4
Bilder: Bild 460_1: Für höchste Produktionseffizienz: Sichere Erkennung lose aufliegender Fasern (Fuzz-Balls) in faserverstärkten Kunststoffen Bild 460_2: XYZ Mehrere Hochleistungskameras für exklusive Features wie 3D- Höhenvermessung von Materialfehlern und Überwachung von Epoxidharzbeschichtungen Seite 5
Bild 460_3a, Bild 460_3b, Bild 460_3c: Typische Defekte auf Faserverbundwerkstoffen werden in Echtzeit detektiert, klassifiziert und dem Benutzer visualisiert. Seite 6