Qualitätsbewertung von Faser-Kunststoff-Verbunden mittels optischer Texturanalyse auf 3D-Preformoberflächen

Abstract

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines messtechnischen Verfahrens, um prozessbedingte Variationen der Faserarchitektur textiler Preforms im Entwicklungsprozess von Bauteilen aus Faser-Kunststoff-Verbunden berücksichtigen zu können. Anhand mechanischer Prüfreihen von geflecht- und gelegeverstärkten Verbundwerkstoffen können klare Wirkzusammenhänge zwischen visuellen Textilmerkmalen und den mechanischen Eigenschaften identifiziert werden. Schwerpunkt der Untersuchungsreihen sind Auswirkungen von Lücken, Ondulationen und Streuungen des Faserwinkels auf die Zug- und Druckeigenschaften kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe. Die Erkenntnisse fließen in die Entwicklung eines optischen Messsystems zur 3D-Preformanalyse ein, welches mittels grauwertbasierter Bildverarbeitung die vollflächige Texturanalyse komplexer, dreidimensionaler Oberflächen ermöglicht. In der Arbeit werden zuletzt Anwendungspotenziale der detaillierten Faserarchitekturanalyse zur Optimierung von Fertigungsprozessen und zur Bauteildimensionierung vorgestellt.