Im industriellen Leichtbau kommen glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) und nachwachsende Naturmaterialien wie Holz und Kork immer breiter zur Anwendung. Mit bloßem Auge nicht sichtbare Beschädigungen nach der mechanischen Bearbeitung (etwa durch Umformmaschinen) machen eine laufende Qualitätskontrolle der Leichtbauteile unverzichtbar.
Terahertz-Imaging: Eine vielversprechende Technologie für die volumetrische Prüfung
Die zerstörungsfreie volumetrische Prüfung in nichtleitenden Materialien ist eine grundlegende Anforderung in der industriellen Fertigung von Leichtbauteilen. Insbesondere GFK- oder Holzteile sowie Schäume oder Thermoplasten müssen auf Defekte untersucht werden, die nach den Umformprozessen und der mechanischen Bearbeitung nicht mehr sichtbar sind. In diesem Zusammenhang hat sich die Spektroskopie mittels ultrakurzer Wellen im Terahertz-Spektrum (THz-Imaging) als vielversprechende Technologie erwiesen. Diese reicht von ca. 100 GHz bis 10 THz (0,05 – 3,0 mm Wellenlänge) und bildet die Grenzregion zwischen Funk- und Lichtwellen.
Die THz-Spektroskopie ermöglicht berührungslose Untersuchungen an GFK- oder Holzteilen ohne besondere Sicherheitsmaßnahmen. Zudem lässt sie sich auch zur Untersuchung von Schäumen oder zur Bestimmung der Schweißgüte von Thermoplasten nutzen. Allerdings beschränkten sich die Einsatzmöglichkeiten bisher auf den Laborbetrieb.
ATTIC-Projekt: Automatisierte THz-Inspektionsanlage von Fill
Das Projekt ATTIC (Automated TeraherTz Imaging of Composites and tooling profiling) hat zum Ziel, ein robotergestütztes automatisiertes Verfahren zur Fertigung und anschließenden Inspektion von Bohrlöchern in Glasfaserverbundwerkstoffen zu entwickeln. Dabei wird das Material mittels THz-Imaging vollautomatisch auf Fehlstellen um das Bohrloch untersucht. Die Integration eines THz-Spektrometers auf einen FlexChange-Schnellkupplungsflansch sorgt für eine rasche Implementierung dieser Technologie in eine Roboter-gestützte Inspektionsanlage von Fill.
Das flexible System ermöglicht die Anwendung von THz-Imaging für Faserverbundteile, auch wenn diese gekrümmt oder frei geformt sind. Gleiches gilt für die Kontrolle der inneren Stützstrukturen komplex geformter Teile aus additiver Fertigung.
Entscheidender Schritt zur Produktreife
„Im Attic-Projekt erreichte THz-Imaging als weitere Technologie für unsere multimodalen automatischen NDT-Anlagen den Technology Readiness Level (TRL) 5“, sagt Harald Sehrschön, Teamleiter Forschung und Entwicklung bei Fill. „Die Integration von THz-Imaging in vollautomatische NDT-Anlagen wird vielen Herstellern einen Methodenwechsel in der automatisierten zerstörungsfreien Bauteilprüfung ermöglichen. Bis zur Anwendung in einem Kundenprojekt bleibt jedoch noch einiges zu tun.“