Aerospace Production: Automatisierte Prüfung von CFK-Strukturen in der Fertigung

Faserverbundwerkstoffe wie CFK (Carbonfaserverstärkte Kunststoffe) sind aus der modernen Luft- und Raumfahrt nicht mehr wegzudenken. Sie ermöglichen leichte, hochbelastbare und aerodynamisch optimierte Strukturen. Gleichzeitig steigen jedoch die Anforderungen an Qualitätssicherung, Dokumentation und Prozessintegration in der Produktion.

Insbesondere Porositäten, Lufteinschlüsse oder oberflächennahe Defekte müssen frühzeitig erkannt werden – zuverlässig, reproduzierbar und über große Flächen hinweg.

Mit dem voidsy V-ROX System steht eine Lösung zur Verfügung, die großflächige Composite-Strukturen automatisiert und robotergestützt direkt im Fertigungsprozess prüft.

Großflächige, robotergestützte Inspektion von CFK-Bauteilen

Ein Anwendungsbeispiel ist die Prüfung einer großflächigen, gekrümmten CFK-Raumfahrtstruktur. Ziel war es, die vollständige Bauteiloberfläche effizient und mit hoher Messstabilität zu erfassen.

Systemparameter:

• Sensor: voidsy V-ROX
• Arbeitsabstand: 700 mm
• Messzeit pro Feld: ca. 18 s
• Prüfbereich: 47 m²
• Über 300 Einzelmessungen

Innerhalb von nur 90 Minuten wurden mehr als 300 Messfelder aufgenommen und die gesamte Fläche systematisch geprüft.

Die Ergebnisse zeigen:

• Zuverlässige Detektion relevanter Strukturen
• Stabile Messperformance auch bei gekrümmten Geometrien
• Effiziente Integration in eine Roboterzelle
• Skalierbarkeit für große Bauteile

Damit eignet sich das System insbesondere für die automatisierte Qualitätssicherung in der Aerospace-Produktion, wo große Strukturen schnell und reproduzierbar geprüft werden müssen.

Detektion und Quantifizierung von Porositäten an Leading-Edge-Komponenten

Ein weiteres Beispiel ist die Untersuchung eines Leading-Edge-Bauteils. Gerade bei aerodynamisch sensiblen Komponenten ist eine präzise Fehlererkennung entscheidend.

Systemdaten:

• Anregungsdauer: 4 s
• Messzeit pro Feld: 13 s
• Arbeitsabstand: 700 mm
• Messfeldgröße: 420 × 320 mm
• Laterale Auflösung: 700 µm
• Tiefenauflösung: bis zu 100 µm

Mehrere Bereiche mit Porositäts-Agglomerationen wurden klar identifiziert. Darüber hinaus konnten die Defekte nicht nur detektiert, sondern auch vermessen und geometrisch charakterisiert werden. Erfasst wurden unter anderem:

• Länge und Fläche der Defektbereiche
• Relative Position auf dem Bauteil
• Dokumentation zur weiteren Bewertung und Nachverfolgbarkeit

Diese quantitative Auswertung ermöglicht eine fundierte Qualitätsbewertung direkt im Produktionsprozess.

Mehrwert für die Aerospace-Fertigung

In der Luft- und Raumfahrt sind Bauteile kostenintensiv und sicherheitskritisch. Fehler, die erst spät erkannt werden, führen zu hohem Nacharbeitsaufwand oder Ausschuss.

Die robotergestützte Prüfung mit voidsy bietet daher entscheidende Vorteile:

• Automatisierbare Großflächeninspektion
• Reproduzierbare Messergebnisse
• Hohe Auflösung für oberflächennahe Defekte
• Quantifizierbare und dokumentierbare Ergebnisse
• Integration in bestehende Produktionslinien

So wird die Qualitätsprüfung vom reaktiven Kontrollschritt zu einem integrierten, datenbasierten Bestandteil moderner Aerospace-Produktionsprozesse.