Beschichtungen für Flugzeuge auf Schäden prüfen
Der Luftverkehr trägt in wesentlichem Maße zu den Kohlendioxidemissionen bei, und diese Emissionen werden direkt in die Atmosphäre abgegeben. So sind die EU und ihre Luftfahrtindustrie dazu verpflichtet, die Umweltauswirkungen von Flugzeugen zu reduzieren. Wissenschaftler haben sich zunehmend einem Phänomen zugewandt, das in der Natur zu beobachten ist. Haie sind schon seit Jahrmillionen in tiefen Gewässern unterwegs, wobei deren Geschwindigkeit und räuberische Lebensweise durch eine spezielle Hautschicht unterstützt werden, die Dermaldentikel enthält. Die zu diesen äquivalente technische Entwicklung nennt man Riblets, winzige Rippen, die parallel zur Strömungsrichtung verlaufen. Riblets erreichen schnell neue Stufen der technischen Reife und so wollen die Forscher die wichtige Inspektionstechnologie entwickeln, um diesen Prozess mit dem EU-finanzierten Projekt "Quantification of the degradation of microstructured coatings" (MICROCOAT) zu beschleunigen. Ein erster Schritt war es, Laboruntersuchungen von mit Riblets überzogenen Probekörpern zu ermöglichen, um die Mikrostruktur unter verschiedenen Bedingungen vollständig zu charakterisieren. Die Forscher untersuchten Nachahmungen echter Ribletstrukturen von Flugzeugoberflächen und bestimmten unter Einsatz von konfokaler Mikroskopie und neu entwickelten Datenextraktionsverfahren wichtige Parameter, die man braucht, um Verschleiß und Langzeithaltbarkeit zu bewerten. Die winzigen Rippen werden typischerweise in einem automatischen Sprühbeschichtungsverfahren aufgetragen. Die gesamte abgedeckte Oberfläche kann die Größenordnung von einigen tausend Quadratmeter einnehmen, d. h. die Qualitätskontrolle in der Fertigungslinie muss schnell erfolgen, um nützlich zu sein. Das Prototypsystem umfasst eine 2D-Kamera, eine spezielle Linse und einen Sensor sowie ein Laserabtastmikroskop (Laserscanning). Es prüft flache Geometrien relativ schnell und kann dank neuartiger Bildverarbeitungsalgorithmen, welche das Extrahieren von Werten einschließlich des sehr kleinen Rippenradius, der Rippenbreite und der Rippenhöhe ermöglichen, Defekte nachweisen. Das Inspektionssystem von MICROCOAT hat viele Einsatzgebiete, wozu die In-line-Qualitätskontrolle bei der Ribletauftragung, die Überwachung der Alterung und sogar die Inspektion von mikrostrukturierten Oberflächen bei anderen Anwendungen gehören. Es steht somit vor einer weitreichenden Einführung im Flugzeug-, Material- und Fertigungssektor, was von großem Nutzen für die Wettbewerbsfähigkeit der EU sein wird.
Schlüsselbegriffe
Luftfahrzeug, Flugzeuge, Beschichtungen, Beschädigung, Zersetzung, Rippen, mikrostrukturierte Beschichtungen
