Effekte der Anisotropie in kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen bei der Induktionsthermografie

Der Einfluss der elektrischen Anisotropie in kohlenstoffaserverstärkten Kunststoffen (KfK) bei der Induktionsthermografie wurde untersucht. Es wurde Lock-in Induktionsthermografie bei Induktionsfrequenzen um 300 kHz und Modulationsfrequenzen von 0,4 bis 36 Hz durchgeführt. Die Messungen an KfK Platten fanden in Reflexions- und in Transmissionsanordnung statt. Untersucht wurden uniaxiale, biaxiale und mehrlagige Proben mit 0°/90° Orientierung. In uniaxial verstärktem Material konnte in winkelabhängigen Messungen gezeigt werden, dass auch weit von der Induktionsspule eine Erwärmung auftritt. Weiterhin wurde die Ausbildung von Bereichen mit Minima der Erwärmung beobachtet. Dies konnte durch Finite-Elemente Simulationen qualitativ nachvollzogen werden. Untersucht wurde die Abhängigkeit des thermischen Signals von der Modulationsfrequenz. Sie erwies sich als in Übereinstimmung mit dem Verlauf, den man aus dem Volumencharakter der induktiven Erwärmung erwartet. An Proben mit Schlagschäden wurden die Thermografieergebnisse mit Induktionsanregung und mit optischer Anregung durch LED-Array bei gleicher Modulationsfrequenz verglichen. Es zeigte sich, dass die Induktionsthermografie besonders auf Faserbrüche empfindlich ist. Letztere wurden über Röntgen-CT Aufnahmen verifiziert.