Untersuchungen zur zerstörungsfreien Prüfung von CFK-Bauteilen für die fertigungsbegleitende Qualitätssicherung im Automobilbau

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Ein großer Vorteil von Kunststoffen ist die Kosten- und Gewichtsreduzierung durch integrale Gestaltungsmöglichkeiten. Geometrien, die mit metallischen Werkstoffen nur schwer umsetzbar sind, können effizient realisiert werden. Besonders im Bereich der Faser-Kunststoff-Verbundstoffe (FKV) besteht ein hoher Forschungsbedarf zur Senkung der Herstellungskosten, Erhöhung der Langlebigkeit und Verbesserung der Reparaturfähigkeit. Die Erkennung von Defekten ist dabei entscheidend. Für den Serieneinsatz von FKV im Automobilbau existiert jedoch kein ausreichendes Prüfkonzept zur Schadenserkennung für die erforderlichen Stückzahlen. Die in der Luft- und Raumfahrt verwendeten Methoden sind aufgrund ihres hohen apparativen Aufwands und der eingeschränkten Tauglichkeit für geometrisch komplexe Bauteile nicht direkt übertragbar. Die Anforderungen an ein Prüfkonzept für FKV-Bauteile im Automobilbau sind unterschiedlich. In dieser Arbeit wurden zerstörungsfreie Prüfmethoden hinsichtlich ihrer Eignung zur Detektion nicht sichtbarer Schäden systematisch untersucht. Der Schwerpunkt lag auf Bauteilen aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen mit komplexen Strukturen und variierenden Wanddicken. Abhängig von der Art der Schädigung, wie Einschlüsse oder Delaminationen, wurden verschiedene Verfahren hinsichtlich ihrer Detektionssicherheit und Einschränkungen bewertet und ein Konzept für eine fertigungsbegleitende Qualitätssicherung entwickelt.