Qualitätssichere Klebverbindungen mittels prozessintegrierter ZfP

In der Automobil- und Luftfahrtindustrie werden immer mehr Leichtbauweisen eingesetzt. Insbesondere bei sicherheitsrelevanten, strukturell geklebten Faserverbundbauteilen (FVK) ist eine Qualitätssicherungskette schwierig zu realisieren. Die Vorbehandlung von Bauteiloberflächen nimmt dabei eine Schlüsselfunktion in der klebtechnischen Fertigung ein. Für die automatisierte Überwachung von FVK-Oberflächen im Bereich der klebtechnischen Fertigung werden daher die Grundlagen für die Aerosol-Benetzungsprüfung dargestellt. Dies betrifft die Entwicklung neuer Möglichkeiten des Aerosolauftrags, der Bilderzeugung und Bildverarbeitung, um mit dieser Methode die Kontamination der Oberflächen im Fertigungstakt erfassen zu können. Ein zweiter Schritt ist die Prüfung der Klebverbindung. Dafür wurden Proben mit definierter Restfestigkeit, sogenannte "Weak-Bonds" hergestellt. Die zu verbindenden FVK-Oberflächen wurden dabei mit unterschiedlichen Oberflächenvorbehandlungsparametern behandelt, um gezielt schlechte Adhäsion festgelegter Stärke und Größe einzustellen. Diese behandelten Oberflächen dienen zur Weiterentwicklung und Überprüfung der Funktionsweise von erweiterten NDT (E-NDT) Verfahren vor und nach dem Kleben. Die belastende Prüfung der Klebverbindung wird mit zwei Verfahren durchgeführt. Ein Verfahren nutzt die aktive Thermografie (Ultraschall- und optische Anregung), das andere Verfahren basiert auf der gezielten Belastung mit einer Stoßwelle. Die Stoßwelle wird durch die explosionsartige Zündung eines Plasmas in einer Opferschicht erzeugt. Die Eigenschaften der Stoßwelle werden dabei wesentlich durch die Parameter der Anregung mit einem Laser und dem Opfermaterial bestimmt. Für die Untersuchung der einzustellenden Eigenschaften vor und nach der Belastungsprüfung wird eine vergleichende, konventionelle Prüfung mit Thermografie und Ultraschall durchgeführt, um die geöffneten Klebverbindungen zu detektieren.