Vergleich von Reparaturprüfverfahren
Durch Kleben reparierte Defekte an Kompositen sind mechanisch verbundenen Reparaturstellen in vielerlei Hinsicht überlegen, aber sie sind sehr empfindlich gegenüber Prozessparameterschwankungen. Schon fast unmerkliche Schwankungen können fehlerhafte Reparaturen nach sich ziehen, die sich negativ auf die Sicherheit auswirken und beweisen, wie notwendig effektive zerstörungsfreie Prüfverfahren (ZfP) sind. Die an dem Projekt "Comparative evaluation of NDT techniques for high-quality bonded composite repairs" (COMPARE) arbeitenden Forscherinnen und Forscher untersuchten verschiedene Technologien. Sie verglichen konventionellen Ultraschall (sowohl herkömmlichen automatisierten Tauchultraschall (automated conventional ultrasound, ACU) als auch manuellen herkömmlichen Ultraschall (manual conventional ultrasound, MCU)), piezoelektrischen Ultraschall (PZUT), Laser-Shearografie (LS) und Laserultraschall (LUT). Sämtliche Verfahren konnten auf zufriedenstellende Weise Fehler lokalisieren. Die zwischen ihnen bestehenden Unterschiede in anderen Bereichen, wie etwa der Auflösung, Geschwindigkeit und Empfindlichkeit, wiesen den Weg zu speziellen Anwendungsfällen je nach den bestehenden Anforderungen. LUT und ACU boten zum Beispiel die höchste Detailauflösung und konnten Fehler beliebiger Größe nachweisen, die nicht die luftfahrttechnischen Sicherheitnormen erfüllen. LUT hatte die höchste Auflösung von allen zu bieten, ist dazu im Gegensatz zum ACU berührungslos und nichtinvasiv. Laserultraschall erfordert jedoch die höchsten Sicherheitsmaßnahmen einschließlich Augenschutz und einer spezielle Abschirmung rund um die Prüfzone. Überdies ist wie bei der Laser-Shearografie die höchste Stufe an Bedienererfahrung nötig. Sowohl ACU als auch MCU konnten tieferliegende Merkmale anzeigen. Die Prüfgeschwindigkeiten waren bei der Laser-Shearografie am höchsten, aber die Auflösung war von allen getesteten Systemen die niedrigste. Die Informationen über Tiefeneigenschaften konnten jedoch aus LUT-Daten mit anschließender Signalverarbeitung und -analyse extrahiert werden. Das gibt Grund zu der Annahme, dass LS als System zur groben Erfassung, gefolgt von LUT oder ACU bei gefundenem Defekt verwendet werden kann. Mit abgesicherter Zuverlässigkeit verklebter Stellen wird dieser Technik weitere Verbreitung finden. Verbesserte Flugsicherheit bei verringerten Wartungs- und Betriebskosten werden die Folge sein. COMPARE stellte wertvolle Informationen über die Vor- und Nachteile der verschiedenen zerstörungsfreien Prüftechnologien zur Verfügung, indem die Unversehrtkeit geklebter Reparaturen an Verbundwerkstoffen bewertet wurde. Ein Mehr an Sicherheit bei geringeren Kosten wird sich zweifellos positiv auf die Wettbewerbsfähigkeit der EU- Luft- und Raumfahrtindustrie auswirken.
