Automatisierte Qualitätssicherung von CFK-Oberflächen

Auf der JEC Europe 2014 wurde das als Bondinspect bezeichnete Verfahren von der Automation W+R GmbH der Industrie präsentiert. Um moderne Leichtbauweisen im Bereich der Luftfahrt und im Automobilbau zu realisieren, werden Konstruktionen aus carbonfaserverstärkten Kunststoffen (CFK) angestrebt.

Die Herstellung der CFK-Bauteile erfolgt in metallischen Formen. Zur Erleichterung des Entformens werden die Formen i. d. R. mit Trennmitteln behandelt, die teilweise am fertigen Produkt haften bleiben und vor einer nachfolgenden Lackierung oder Verklebung manuell entfernt werden müssen.

Verschmutzungen, die durch Trennmittelreste entstehen, beeinflussen die Qualität der Haftung und somit der Klebverbindung. Zur Prüfung der Oberflächen hat das Fraunhofer IFAM einen automatisierten Aerosol-Benetzungstest im Industriemaßstab entwickelt.

In der Anwendung erzeugt ein Ultraschallzerstäuber ein definiertes Wasser­aerosol, das auf der zu prüfenden Oberfläche ein charakteristisches Tropfenmuster bildet. Ein Kamerasystem erfasst diese Tropfen und stellt sie auf einem Bildschirm dar.

Die Auswertung der Tropfengrößenverteilung ermöglicht Aussagen zur Benetzungsfähigkeit von Oberflächen. Durch die Definition von Sollwerten lässt sich bspw. der Reinigungs- und Aktivierungseffekt einer Oberflächenvorbehandlung automatisiert überwachen.

Vorteil der Aerosol-Prüfung ist, dass auch große Flächen – etwa Faserverbundkunststoffbauteile für die Flugzeug- oder Windkraftanlagenindustrie – überprüft werden können. Das Wasseraerosol trocknet innerhalb kürzester Zeit rückstandsfrei und die geprüften Oberflächen lassen sich zügig weiterverarbeiten.

Fraunhofer- Gesellschaft auf der Control: Halle 1, Stand 1502