Development of a data fusion-based multi-sensor system for hybrid sheet molding compound

In den letzten Jahren ist die Produktion von faserverstärkten Kunststoffen stetig gestiegen. Ein Teil entfällt auf das glasfaser-verstärkte Sheet Molding Compound (SMC), welches sich durch seine günstigen Herstellkosten und einfache Verarbeitbarkeit auszeichnet. Allerdings kann dieses Material, aufgrund seiner schlechten mechanischen Eigenschaften, nicht für Strukturbauteile eingesetzt werden. Um diesem Nachteil entgegen zu wirken, wird das diskontinuierliche Glasfaser-SMC lokal mit kontinuierlichem Carbonfaser-SMC verstärkt. Damit werden die Vorteile des günstigen und leicht zu verarbeitenden Glasfaser-SMC mit den sehr guten mechanischen Eigenschaften von Carbonfaser-SMC kombiniert. Die Kombination beider Werkstoffe kann bereits in frühen Produktionsschritten zu einer Vielzahl an möglichen Defekten, wie beispielsweise Delamination oder Winkelabweichungen, führen. Um keine weiteren wertschöpfenden Maßnahmen an defekten Bauteilen durchzuführen, muss die Qualitätskontrolle bereits in einem frühen Prozessstadium durchgeführt werden. Die möglichen Fehler werden in außen- und innenliegende Defekte unterteilt. Da kein System verfügbar ist, um alle relevanten Defekte zu detektieren, wird pro Defektklasse ein Messsystem benötigt. Das Laserlichtschnittsystem und die aktive Thermografie, in Form der Puls-Phasen-Thermografie, haben sich als geeignet erwiesen. Zunächst werden beide Systeme getrennt untersucht und die Auswertemethode weiterentwickelt. Anschließend werden die Systeme zu einem Multisensorik-System zusammengeführt. Mit Hilfe der Datenfusion sind eine Auswertung von außen- und innenliegenden Defekten, sowie die Ermittlung von geometrischen Zusammenhängen zwischen einzelnen Defekten möglich. Ein Schichtmodell ermöglicht zusätzlich eine benutzerfreundliche Auswertung.