3D-FaserForm - Integrierte 3D-Geometrie- und -Texturmessung für die FVK-Produktion

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Die Fertigung faserverstärkter Kunststoffe (FVK) für hoch belastbare Strukturkomponenten in Luft-, Raumfahrt und Automobilbau wird zukünftig vermehrt auf textilen Prozessen basieren. Die Strukturqualität von Vorformlingen aus ungetränkten Verstärkungsfasern (Preforms) als Basis faserverstärkter Hochleistungsbauteile kann derzeit mangels geeigneter messtechnischer Methoden nicht fertigungsintegriert bewertet werden. Ohne diese Messtechnik ist die notwendige Prozessautomatisierung zur wirtschaftlichen Serienfertigung nicht durchgängig möglich. Ziel ist die Entwicklung einer neuen messtechnischen Methode, die durch Sensor-Datenfusion aktiver und passiver optischer Verfahren zur 3D-Rekonstruktion die Geometrie (Makroform) und die lokalen Faserorientierungen (Mikroform) der Preform-Strukturen bestimmt. Den Schwerpunkt der Arbeiten bildet dabei die Algorithmik zur Fusion von 3D-Geometriemessung und 3D-Texturanalyse zu einem integrierten Messverfahren. In vorausgehenden Arbeitsschritten werden die einzelnen Methoden entwickelt und für die Datenfusion vorbereitet. Die integrierte Messmethode überwindet die Grenzen der einzelnen Verfahren bzgl. Funktionalität, Messbereich, Robustheit und Messunsicherheit. Die Untersuchungen werden an Faserverbundwerkstoffen durchgeführt. Die wissenschaftlichen Ergebnisse können aber auf andere Materialien übertragen werden, sofern deren Textur Rückschlüsse auf ihre anisotropen Materialeigenschaften zulässt.