Höhere Flugverkehrssicherheit durch bessere Werkstoffprüfung
Zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfPs) liefern Informationen über potenzielle oder bestehende Materialfehler und Defekte im Inneren von Teilen, ohne diese Teile zu beschädigen. ZfP wird in zunehmendem Maße während der Entwicklungsphase in der Luftfahrtindustrie eingesetzt, spart wertvolle Zeit und Material. Berührungslose optische Verfahren wie etwa die Infrarot-Thermographie und die Shearographie/Holographie sind weit verbreitet. Bei der Infrarot-Thermographie werden Temperaturverteilungsmuster erfasst, die zwecks Erkennung von Defekten mit 'Temperatur-Signaturen' verglichen werden können. Bei der Shearographie/Holographie werden mittels Laser die Objektverformung und die geometrischen Veränderungen unter einer Belastung ermittelt. Diese Verfahren ermöglichen eine umfassende Beurteilung ohne Demontage, sind jedoch üblicherweise auf zwei verschiedene Sensoren angewiesen. Man arbeitet an der Entwicklung eines neuartigen Ein-Sensor-Systems aus hochmodernen Komponenten, mit einem Shearographie/Holographie-Sensor, der im Spektralbereich einer Infrarot-Thermographie-Kamera anspricht. Die EU-Finanzierung des Fantom-Projekts unterstützt Wissenschaftler in ihrem Bestreben, die Unsicherheit zu verringern, die Prüfzeit zu verkürzen (nur eine Justierung und Kalibrierung statt zwei) und den Nachverarbeitungsaufwand zur Korrelation von Verformungs- und Temperaturdaten zu verringern. Außerdem hat man vor, den Messbereich der Verformung/Belastung um den Faktor 20 erweitern. Dadurch wird eine Beurteilung von starken Verformungen möglich, die bisher nur unter kontrollierten Laborbedingungen zugänglich waren. Nach Auswahl eines für eine Kombination mit der Thermographie (unter Verwendung eines im langwelligen Infrarot aktiven Lasers (LWIR)) geeigneten Holographie-Verfahrens (elektronische Specklemuster-Interferometrie (ESPI)) wurde im Rahmen des Fantom-Projekts ein transportabler Prototyp entwickelt und gebaut. Er wurde getestet, und es wurde nachgewiesen, dass er eine Sichtprüfung von großräumigen Verformungen ermöglicht, die durch starke Störungen verursacht sind. Damit wird die Lücke bei den Empfindlichkeiten der derzeit gängigen Verfahren geschlossen. In einer vollmaßstäblichen industriellen Fallstudie zu einer großen Verbundstruktur in einem Hangar wurde nachgewiesen, dass bei der Fehlerkennung die Fantom-Technologie den Verfahren mit zwei separaten Sensoren überlegen ist. Ergebnis des Fantom-Projekts ist ein transportables Instrument, das zur gleichzeitigen Messung von Temperatur und Verformung imstande ist, bei verbesserter Wahrscheinlichkeit der Fehlererkennung über einem größeren Verformungsbereich. Fantom sollte sowohl bei der Entwicklung und Wartung von Luftfahrzeugen als auch in zahlreichen anderen Bereichen, in denen große Verbundbauteile eingesetzt werden, verwendbar sein. Dazu zählen die Transport-, Automobil- und Baubranche.
