Automatisierte Erkennung von Werkstofffehlern mittels optischer Lasermesstechnik

Die Verbindung mehrerer Werkstoffe zu einem sogenannten Kompositwerkstoff macht es möglich, die Vorteile der einzelnen Werkstoffe miteinander zu verknüpfen. Hierdurch kann beispielsweise eine besonders hohe Steifigkeit bei geringem Bauteilgewicht erreicht werden. In der Luft- und Raumfahrt sind Kompositwerkstoffe wie CFK bereits seit Jahrzehnten etabliert. Bedingt durch den voranschreitenden Leichtbau werden sie zukünftig auch in der umsatzstarken Automobilindustrie im großen Maßstab Anwendung finden.

Die geforderten 100 % Qualitätsprüfungen sicherheitsrelevanter Bauteile in der Automobilindustrie setzten zerstörungsfreie Prüfverfahren voraus, die im Sinne der Industrie 4.0 vollständig automatisiert erfolgen sollen. Hier bietet die optische Messtechnik entscheidende Vorteile. Sie ist berührungslos, präzise und arbeitet flächenhaft. Zur Vermessung der heterogenen Werkstoffeigenschaften der Komposite ist vor allem der Einsatz der materialunabhängig arbeitenden Shearografie optimal. Das hochgenaue Lasermessverfahren (Messgenauigkeiten ca. bis 0,00002 Millimeter, etwa der 2500te Teil eines menschlichen Kopfhaares) ist jedoch prinzipbedingt ebenso empfindlich gegen störende Umwelteinflüsse wie Vibrationen oder Ähnliches. Eine Automatisierung für die Großserienfertigung konnte daher weltweit noch nicht umgesetzt werden.

Ziel des Gesamtprojektes ist es somit, das Messverfahren zu stabilisieren und zudem die teilweise komplexen Ergebnisbilder durch intelligente Softwareentwicklung automatisiert interpretierbar zu machen. Erste Ergebnisse bzgl. der Stabilisierung, erzielt durch den neuartigen Ansatz des räumlichen Phasenschiebens, sind äußerst vielversprechend.