Phasenkontrast-Röntgenbildgebung: mit neuer Inspektionsmethodik für Flugzeuge Treibstoff sparen sowie Produktions- und Wartungskosten senken
Die Luftfahrtindustrie stellt heutzutage die Forderung, dass für ultraleichte Komposite Prüflösungen zur Verfügung stehen, um diese zuverlässiger, effizienter und sicherer in der Anwendung zu machen. Mit der verbesserten Erfassung von kritischen Defekten in komplexen und sicherheitskritischen Bauteilen wird man zu einer besseren Qualitätskontrolle während des gesamten Lebenszyklus des Bauteils (von der Konstruktion und Fertigung bis hin zur Montage und Reparatur) gelangen. Um diesem Erfordernis zu genügen, entwickelte das von der EU finanzierte Projekt EVITA (Non-destructive evaluation, inspection and testing of primary aeronautical composite structures using phase contrast X-ray imaging) ein innovatives zerstörungsfreies Prüfverfahren (zfP), das schnell und genau Mängel und Defekte (z. B. Mikrorisse und -porosität) in diesen Strukturen erkennt. Das Projekt startete mit der Nachprüfung der Konstruktions-, Fertigungs-, Montage- und Reparaturschritte, die bei aus Verbundwerkstoffen hergestellten Bauteilen anwendbar sind, um die häufigsten Mängel in jedem Prozessschritt des Lebenszyklus einer Kompositkomponente zu ermitteln. Eine Auswahl von Proben mit künstlich eingebrachten Fehlern wurde gefertigt und nachfolgend verarbeitet. Im Folgenden konstruierte, entwickelte und fertigte das EVITA-Team einen gitterbasierten Phasenkontrast-Röntgenbildgebungs-Demonstrator. Der Demonstrator diente der Validierung und Richtwerten folgenden Bewertung der vorgeschlagenen Methodik gegenüber zfP-Methoden nach Industrienormen. Die Resultate der Bewertung der Ergebnisse wurden anhand einer Reihe von Parametern (z. B. Nachweisempfindlichkeit, Prüfgeschwindigkeit, Realisierbarkeit der Inspektion dicker Verbundstrukturen…) bewertet. In Hinsicht auf die Nachweisbarkeit erfüllt die neue Methodik die meisten Anforderungen und liegt auf einem gleichen Niveau mit der Phased-Array-Ultraschall-Impulsecho-Prüfung, obgleich es gegenüber Rissen und Porosität sehr viel empfindlicher ist. Insgesamt hat EVITA eine neue zfP-Methodik eingeführt, die einen ökologischen und umweltfreundlichen Einsatz von Kompositen ohne Kompromisse in Sicherheitsfragen zulässt. Von den gesenkten Produktions-, Wartungs- und Betriebskosten profitieren die Hersteller, während die Bürgerinnen und Bürger einen saubereren und sichereren Himmel über sich erblicken.
Schlüsselbegriffe
Luftfahrzeug, Flugzeuge, Prüftechnologie, Fertigung, EVITA, Kompositstrukturen, zerstörungsfreie Prüfung
