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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln eines Bauteildickenverlaufes während der Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial. Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens hierzu.
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Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Faserverbundbauteils.
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Aufgrund der besonders vorteilhaften Eigenschaft, bei einem sehr geringen Gewicht eine hohe gewichtsspezifische Festigkeit und Steifigkeit aufzuweisen, werden Faserverbundbauteile, die aus einem Faserverbundwerkstoffen hergestellt werden, mittlerweile in vielen Anwendungsbereichen eingesetzt. Insbesondere im Bereich der Luft- und Raumfahrt sowie im Automobilbereich sind derartige Werkstoffe kaum mehr wegzudenken, da sie insbesondere im Hinblick auf den Leichtbau optimale Anpassungen bieten.
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So werden heutzutage nicht selten strukturkritische Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt und eingesetzt, wie beispielsweise Strömungskörper (Flügel) oder Rumpfschalen von Flugzeugen. Aber auch im Automobilbereich werden vermehrt Faserverbundbauteile eingesetzt, da die entstehenden Gewichtseinsparungen meist proportional zu einem geringeren Kraftstoffverbrauch führen.
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Dabei gibt es die Bestrebung, Faserverbundbauteile in der Serienproduktion prozess- und qualitätssicher herstellen zu können. Ein wichtiges Kriterium hierbei ist es, den Herstellungsprozess prozess- und qualitätssicher zu gestalten und insbesondere die einzelnen Herstellungsschritte lückenlos und sicher überwachen zu können. Nur so kann gewährleistet werden, dass fehlerhafte Bauteile sicher und effizient während des Herstellungsprozesses so früh wie möglich erkannt werden. Denn je früher ein defektes Bauteil im gesamten Herstellungsprozess erkannt wurde, desto weniger Ressourcen werden unnötigerweise für dessen Fertigstellung aufgewendet. Dies verringert letztendlich die Kosten pro Bauteil und fördert so die Akzeptanz im industriellen Anwendungsbereich.
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Ein weit verbreitetes Herstellungsverfahren ist die Aushärtung eines Faserverbundbauteils in einem Autoklaven. Unter Beaufschlagung von Druck (bis zu 10 bar) und Temperatur (mehr als 200°C, manchmal auch 400°C) wird das aus Fasermaterial und Matrixsystem bestehende Bauteil ausgehärtet, so dass die Fasern zusammen mit dem Matrixmaterial eine integrale Verbindung eingehen. Durch diese integrale Verbindung werden die Fasern in ihre vorgegebene Richtung gezwungen und können so die auftretenden Lasten optimal abtragen. Da der Autoklavprozess einen wichtigen Schritt im gesamten Herstellungsprozess darstellt, liegt ein großes Augenmerk auf der Überwachung der einzelnen Parameter dieses Herstellungsschrittes.
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Ein wichtiger Parameter hierbei ist die Ermittlung der Bauteildicke während des Aushärtungsprozesses, da sie Rückschlüsse auf die Qualität des Herstellungsprozesses zulässt. Die Kompaktierung des mit dem Matrixmaterial getränkten Fasermaterials erfolgt während des Aushärtungsprozesses für gewöhnlich durch die Nutzung von Differenzdruck. Dazu wird ein Vakuumaufbau erstellt, der oftmals durch eine Kunststofffolie realisiert wird, die an ihren Randbereichen das Bauteil gegenüber dem Umgebungsdruckes abdichtet. Durch die Form und die Folie wird damit eine hermetisch abgeschlossene Kavität gebildet, in der das Fasermaterial eingeschlossen ist. Durch Evakuieren der Kavität wird ein Differenzdruck erzielt, wodurch der Verbund aus Fasermaterial und Matrixmaterial während der Aushärtung kompaktiert wird. Durch einen Autoklaven kann dabei der Differenzdruck erhöht werden. Das Erstellen eines solchen Vakuumaufbaus ist dabei sehr zeitaufwendig, technisch sehr anspruchsvoll und für die Fertigung des Bauteils von großem Interesse.
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Es ist bekannt, mithilfe von Ultraschall die Bauteildicke zu bestimmen. Hierfür wird ein Ultraschallsignal in das Bauteil eingekoppelt und die Laufzeit des Ultraschallsignals durch das Bauteil gemessen.
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Die Integration der Ultraschallsensoren in den Vakuumaufbau ist jedoch mit Nachteilen verbunden. So muss die Kunststofffolie mit einer Öffnung versehen werden, was potentielle Leckagestellen bildet und im allgemeinen vermieden werden sollte, da hieraus ein Ausschuss des Bauteils resultieren könnte. Weiterhin macht diese Art von Integration den Vakuumaufbau noch zeitaufwändiger und komplexer.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass diese Art der Dickenmessung nur unzureichende Ergebnisse liefert, da die Schallgeschwindigkeit eine von dem Aushärtungs- bzw. Konsolidierungszustand abhängige Größe darstellt. Denn das Matrixmaterial verändert während des Aushärtungsprozesses seinen physikalisch bedingten Parameter der Schallgeschwindigkeit. Dies führt letztlich zu fehlerhaften Berechnungen. Aufwendige Kalibrierungsverfahren bezogen auf die konkrete Zusammensetzung des Matrixmaterials sind dann die Folge.
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Aus der
DE 10 2013 108 568 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ermitteln der Bauteildicke bekannt, bei dem mithilfe eines ortsfesten Laser-Abstands-Sensor der Abstand zwischen dem Sensor und dem Formwerkzeug bzw. der Bauteiloberfläche ermittelt wird. Anschließend wird unter Differenzbildung des Abstandes zwischen Sensor und Formwerkzeug sowie Sensor und Bauteiloberfläche die eigentliche Bauteildicke lokal an einer bestimmten Position ermittelt. Nachteilig hierbei ist jedoch, dass dieses Verfahren lediglich an diskreten Positionen und lokal begrenzt die Bauteildicke angeben kann. Dies kann unter Umständen dazu führen, dass Fehlstellen, die sich in einer Abweichung von einer erwarteten Bauteildicke erkennen ließen, nicht erkennbar sind, wenn die Fehlstellen nicht exakt an der ortsfesten Messposition liegen.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung anzugeben, mit der die Bauteildicke während des Herstellungsprozesses eines Faserverbundbauteils vollständig erfasst werden kann, um so insbesondere Fehlstellen während des Herstellungsprozesses frühzeitig erkennen zu können.
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Die Aufgabe wird mit dem Verfahren zum Ermitteln eines Bauteildickenverlaufes gemäß Patentanspruch 1 sowie der Vorrichtung gemäß Patentanspruch 9 erfindungsgemäß gelöst. Die Aufgabe wird auch mit dem Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß Anspruch 7 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.
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Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Ermitteln eines Bauteildickenverlaufes während der Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial vorgeschlagen, wobei mittels einer bereitgestellten Messvorrichtung eine Referenzmessung ohne Bauteil und später eine Bauteilmessung mit Bauteil durchgeführt wird, wobei basierend auf den Messergebnissen der Referenzmessung und der Bauteilmessung dann ein Bauteildickenverlauf über das gesamte Bauteil hinweg ermittelbar ist.
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Unter einem Bauteildickenverlauf im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei ein Datensatz verstanden, der eine Vielzahl von Angaben bezüglich der Dicke (Ausdehnung des Bauteils in Z-Richtung) des Bauteils enthält. Unter Kenntnis der flächigen Ausdehnung des Bauteils (Ausdehnung des Bauteils in X-Y-Richtung) kann eine Art dreidimensionales Bauteilmodell generiert werden. Der Bauteildickenverlauf weist dabei Dickeninformationen des Bauteils nicht nur entlang einer Linie auf dem Bauteil auf, sondern vorzugsweise Dickeninformationen verteilt über die gesamte Bauteilfläche hinweg. Ein Messdatum eines solchen Bauteildickenverlaufes hat dabei eine Ortsreferenz im Bezug zu dem Bauteil, an der die Bauteildicke ermittelt wurde, sodass das Messdatum der Bauteildicke an dieser Ortsreferenz entspricht. Die Ortsreferenzen der Messdaten variieren dabei vorzugsweise sowohl hinsichtlich der X-Ausdehnung als auch der Y-Ausdehnung, sodass sich ein flächiges Messfeld auf der gesamten zweidimensionalen Oberfläche des Bauteils ergibt.
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Erfindungsgemäß wird zunächst eine Messvorrichtung bereitgestellt, die wenigstens einen Abstandssensor hat, der an einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Abstandssensors angeordnet ist. Ein solcher Abstandssensor kann dabei den Abstand zwischen einem Referenzpunkt des Abstandssensors und einer beanstandeten Oberfläche, insbesondere einer Bauteiloberfläche eines Faserverbundbauteils, ermitteln. Ein solcher Abstandssensor kann beispielsweise ein Laser-Abstands-Sensor sein.
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Mithilfe der Bewegungseinrichtung kann der mindestens eine Abstandssensor relativ gegenüber dem Bauteil bewegt werden, sodass der Abstand mithilfe des Abstands-sensors an verschiedenen Positionen in Bezug zu dem Bauteil ermittelt werden kann.
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Es wird zunächst eine Referenzmessung mittels der Messvorrichtung durchgeführt, um einen Referenzabstandsverlauf zu ermitteln. Dabei wird der mindestens einen Abstandssensor entlang eines Werkzeugs zur Herstellung des Faserverbundbauteils mittels der Bewegungseinrichtung auf mindestens einer vorgegebenen Bewegungstrajektorie bewegt, wobei dabei eine Vielzahl von Referenzabständen zwischen dem wenigstens einen Abstandssensor und einer Werkzeugoberfläche des Werkzeugs beim Bewegen des Abstandssensors entlang der Bewegungstrajektorie ermittelt werden.
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Nach dem Einbringen des Fasermaterials in das Werkzeug zur Bildung des Bauteils wird dann mindestens eine Bauteilmessung durchgeführt, um einem Bauteilabstandsverlaufes zu ermitteln. Dabei wird der mindestens eine Abstandssensor entlang des Werkzeugs mittels der Bewegungseinrichtung auf der mindestens einen vorgegebenen Bewegungstrajektorie bewegt, wobei während des Bewegens des Abstandssensors auf der mindestens einen vorgegebenen Bewegungstrajektorie eine Vielzahl von Bauteilabständen zwischen dem wenigstens einem Abstandssensor und einer Bauteiloberfläche des in dem Werkzeug gebildeten Bauteils ermittelt werden.
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Sowohl der Referenzabstandsverlauf als auch der mindestens eine Bauteilabstandsverlaufes, die zuvor durch die Messvorrichtung ermittelt wurden, werden in einem digitalen Datenspeicher für einen späteren Zugriff hinterlegt. Der Abstandssensor wird sowohl bei der Referenzmessung als auch bei der Bauteilmessung kontinuierlich mittels der Bewegungseinrichtung entlang der mindestens einen Bewegungstrajektorie bewegt, wobei während der Bewegung des Abstandssensors der Abstand ermittelt wird. Insbesondere ist nicht vorgesehen, dass der Abstandssensor für jede Messung des Abstandes seine Bewegung stoppt.
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Mithilfe einer Auswerteeinheit kann nun basierend auf dem hinterlegten Referenzabstandsverlauf und dem hinterlegten Bauteilabstandsverlaufes ein Bauteildickenverlauf ermittelt werden, der die Differenz zwischen Referenzabstand und Bauteilabstand in Bezug zu dem Abstandssensor darstellt.
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Mithilfe der vorliegenden Erfindung wird es somit möglich, nach beliebigen und interessanten Fertigungsschritten die Bauteildicke als Bauteildickenverlauf zu ermitteln, um so Kenntnisse über die Entwicklung der Bauteildicke im gesamten Herstellungsprozess zu erlangen und diese gegebenenfalls für eine spätere Bauteildokumentation dauerhaft zu hinterlegen. Aus dem Bauteildickenverlauf lassen sich darüber hinaus Kenntnisse bezüglich Fehlstellen und Prozessabweichungen ermitteln, die so sehr frühzeitig erkennbar werden.
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Gegenüber dem Stand der Technik hat das vorliegende Verfahren dabei den Vorteil, dass nicht nur an diskreten, vereinzelten Messpositionen die Bauteildicke ermittelt wird, sondern die Bauteildicke über das gesamte Bauteil hinweg feststellbar ist. Hierdurch können Detektionslücken, wie sie im Stand der Technik vorherrschen, eliminiert werden.
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Dabei ist es denkbar und auch vorteilhaft, wenn sowohl bei der Referenzmessung als auch bei der Bauteilmessung verschiedene Bewegungstrajektorie in abgefahren werden, um so nach Möglichkeit das gesamte Bauteil zu erfassen.
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Die Erfinder haben dabei erkannt, dass trotz des schlechten Reflexionsverhalten von Oberflächen eines Faserverbundbauteils der Abstand mittels eines Abstandssensors auch dann prozesssicher ermittelt werden kann, wenn der Abstandssensor kontinuierlich mittels einer Bewegungseinrichtung entlang einer Bewegungstrajektorie bewegt wird und während der Bewegung dabei der Abstand zu der Bauteiloberfläche ermittelt wird.
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Die Messvorrichtung kann dabei so ausgebildet sein, dass der Abstandssensor mittels der Bewegungseinrichtung an einem Gestell angeordnet ist, wobei das Gestell in Bezug zu dem Formwerkzeug unbeweglich ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass die Bewegungstrajektorie der Referenzmessung und die Bewegungstrajektorie hier der Bauteilmessung identisch ist. Mit anderen Worten, die Bewegungstrajektorie hier, mit der der Abstandssensor mittels der Bewegungseinrichtung gegenüber dem Werkzeug oder dem Bauteil bewegt wird, ist in Bezug zu dem Werkzeug bei jeder Messung identisch (innerhalb von Toleranzen), sodass keine Korrektur der Messdaten erforderlich werden.
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Die Messvorrichtung kann allerdings auch so ausgebildet sein, dass der Abstands-sensor an einem Roboter, insbesondere einem Industrieroboter oder Knickarmroboter, als Bewegungseinrichtung angeordnet ist, sodass bei jeder Messung verschiedene und sich voneinander unterscheidende Bewegungstrajektorie abgefahren werden. In diesem Fall wird es erforderlich, zu jedem gemessenen Abstand auch die Position des Abstandssensors in Bezug zu dem Werkzeug (oder einem anderen Referenz-Koordinatensystem) zu setzen, sodass die Abstände der Referenzmessung und die Abstände der Bauteilmessung basierend auf den Positionen des Abstands-sensors bei der jeweiligen Messung auf eine gemeinsame Bewegungstrajektorie normiert werden können.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Bauteildickenverlauf mittels der Auswerteeinheit berechnet wird, indem Abstandsdifferenzen zwischen den Referenzabständen des Referenzabstandsverlaufes und den entsprechenden Bauteilabständen des Bauteilabstandsverlaufes ermittelt werden. Dabei wird die Differenz vorzugsweise zwischen einem Referenzabstand und einem Bauteilabstand gebildet, deren Messpositionen in Bezug zu dem Bauteil bzw. zu dem Werkzeug eine vorgegebene Nähe aufweisen. Die Messposition einer Abstandsmessung kann dabei beim Bewegen des Abstandssensors in Bezug zu dem Messdatum mit gespeichert werden. Eine solche Messposition kann auch über einen zeitlichen Aspekt realisiert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung derart bereitgestellt wird, dass der wenigstens eine Abstandssensor ein Laser-Abstands-Sensor ist, wobei die Referenzabstände und die Bauteilabstände mittels eines durch den Laser-Abstands-Sensor emittierten Laserstrahls ermittelt werden. Der Laser-Abstands-Sensor emittiert dabei einen Laserstrahl, der von der Oberfläche des Werkzeugs bzw. des Bauteils reflektiert und durch den Laser-Abstands-Sensor erfasst werden kann. Basierend auf einer Laufzeitmessung oder Phasenmessung kann dann der Abstand entsprechend ermittelt werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Messvorrichtung derart bereitgestellt wird, dass der wenigstens eine Abstandssensor ein Linienlaser-Abstands-Sensor ist, wobei die Referenzabstände und die Bauteilabstände mittels einer durch den Linienlaser-Abstands-Sensor emittierten Laserlinie ermittelt werden. Ein Linienlaser-Abstands-Sensor emittiert dabei eine Laserlinie, auf der eine Vielzahl von Messpositionen liegen. Mithilfe eines solchen Linienlaser-Abstands-Sensor können an einer konkreten Messposition eine Vielzahl von Abständen ermittelt werden, die alle auf der auf die jeweilige Oberfläche projizierten Laserlinie liegen. Wird nun ein solcher Linienlaser-Abstands-Sensor mithilfe der Bewegungseinrichtung auf der vorgegebenen Bewegungstrajektorie verfahren, so können ein jeder konkreten Messposition viele Abstände ermittelt werden, wodurch bei einem Messdurchgang ein flächiges Messfeld erzeugt werden kann.
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In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Laserlinie des Laserlinien-Abstands-Sensors quer zur Bewegungstrajektorie emittiert wird, wobei entlang der Laserlinie eine Mehrzahl von Referenzabständen und Bauteilabständen beim Bewegen des Laserlinien-Abstands-Sensors ermittelt werden. Vorzugsweise wird die Laserlinie orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Laserlinien-Abstands-Sensors emittiert, um ein möglichst breites Messfeld zu erzeugen.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Bauteildickenverlauf weiterhin in Abhängigkeit von einer bekannten Dicke (Foliendicke) eines Vakuumaufbaus und/oder einer bekannten Abreißgewebedicke durch die Auswerteeinheit ermittelt wird.
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Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial gelöst, wobei das Fasermaterial des Faserverbundwerkstoffes zur Bildung des Bauteils in ein Formwerkzeug eingebracht und das das Fasermaterial einbettende Matrixmaterial konsolidiert wird. Das Einbringen des Fasermaterials kann dabei automatisiert durch eine Faserlegeanlage erfolgen. Denkbar ist aber auch, dass das Fasermaterial händisch in das Formwerkzeug eingebracht wird.
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Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass während der Herstellung des Faserverbundbauteils mindestens ein Bauteildickenverlauf des in dem Formwerkzeug gebildeten Bauteils mit dem Verfahren wie vorstehend beschrieben ermittelt wird.
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Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass während der Herstellung des Faserverbundbauteils in Abhängigkeit von dem ermittelten Bauteildickenverlauf mindestens ein Parameter des Herstellungsprozesses automatisch durch die Auswerteeinheit angepasst, verändert und/oder eingestellt wird. Ein solcher Parameter kann beispielsweise der Druck und/oder die Temperatur in einem Autoklaven sein. Ein solcher Parameter kann beispielsweise auch das unter einem Vakuumaufbau erzeugte Vakuum beim Evakuieren des Bauteils sein.
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Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit der Vorrichtung zum Ermitteln eines Bauteildickenverlaufes während der Herstellung eines Faserverbundbauteils aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial gelöst, wobei die Vorrichtung eine Messvorrichtung aufweist, die wenigstens einen Abstandssensor hat, der an einer Bewegungseinrichtung zum Bewegen des Abstandssensors angeordnet und zum Ermitteln eines Abstandes eingerichtet ist, und eine Auswerteeinheit zum Ermitteln des Bauteildickenverlaufes, wobei die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wie vorstehend beschrieben eingerichtet und ausgebildet ist.
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Bei der Vorrichtung kann es sich dabei beispielsweise um eine gattungsgemäße Faserlegeanlage handeln, mit der Fasermaterial auf ein Werkzeug automatisiert abgelegt wird.
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
- 1 schematische Darstellung des vorrichtungsbezogenen Wirkprinzips;
- 2 schematische Darstellung des Verfahrensablaufes;
- 3 Darstellung eines erfassten Bauteildickenverlaufes.
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1 zeigt in einer schematisch stark vereinfachten Darstellung eine Vorrichtung 10, die zum Ermitteln eines Bauteildickenverlaufes während der Herstellung eines Faserverbundbauteils vorgesehen ist. Dabei wird auf einem Formwerkzeug 100 ein Faserverbundbauteil 200 hergestellt. Zur Herstellung des Faserverbundbauteils bei 100 wird ein Fasermaterial 210 des Faserverbundwerkstoffes in das Formwerkzeug 100 eingebracht, wobei anschließend das das Fasermaterial 210 einbettende Matrixmaterial 220 konsolidiert bzw. ausgehärtet wird.
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Die Vorrichtung 10 weist eingestellt 12 auf, an dem ein Abstandssensor 14 angeordnet ist. Der Abstandssensor 14 ist in Art eines Laserlinien-Abstands-Sensors ausgebildet und emittiert einen Laserstrahl 16, der auf der projizierten Oberfläche als Laserlinie 18 sichtbar ist.
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Auf dieser Laserlinie 18 ist der Laserlinien-Abstands-Sensor eingerichtet, an einer Vielzahl von Messpunkten den Abstand zwischen der projizierten Oberfläche und dem Abstandssensor 14 zu ermitteln. Dadurch können an einer konkreten Bauteilposition mittels des Laserlinien-Abstands-Sensor eine Vielzahl von Abständen zwischen dem Abstandssensor 14 und der projizierten Oberfläche ermittelt werden.
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Der Abstandssensor 14 ist dabei an einer Bewegungseinrichtung 20 angeordnet, die ausgebildet ist, den Abstandssensor 14 entlang einer Bewegungstrajektorie gegenüber dem Formwerkzeug 100 bzw. dem Faserverbundbauteil 2 zu bewegen. In der Darstellung der 1 erfolgt die Bewegung des Abstandssensors 14 mittels der Bewegungseinrichtung 20 aus der Betrachtungsebene heraus, da die 1 eine Querschnittsdarstellung der Bewegungsrichtung darstellt.
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Der Abstandssensor 14 ist dabei eingerichtet, einen Abstand zu der Bauteiloberfläche 230 oder der Werkzeugoberfläche 130 des Formwerkzeuges 100 zu ermitteln. In einer Referenzmessung wird dabei der Abstand (Referenzabstand) zwischen dem Abstandssensor 14 und der Werkzeugoberfläche 130 ermittelt, während in einer Bauteilmessung der Abstand (Bauteilabstand) zwischen dem Abstandssensor 14 und der Bauteiloberfläche 230 des Faserverbundbauteils 200 ermittelt. Durch Differenzbildung des Referenzabstandes mit dem Bauteilabstand kann die Bauteildicke d an einer bestimmten Messposition ermittelt werden. Die Messposition bezieht sich dabei auf eine zweidimensionale Position auf der Bauteiloberfläche.
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2 zeigt in einer schematischen Darstellung den Verfahrensablauf zur Ermittlung des Bauteildickenverlaufes bzw. zur Herstellung des Bauteils. In einem ersten Schritt a) wird zunächst ein Referenzabstand dref zwischen dem Abstandssensor 14 und der Werkzeugoberfläche 130 ermittelt. Dabei wird die gesamte Werkzeugoberfläche 130 erfasst, sodass ein jeder Position der Werkzeugoberfläche 130 ein entsprechender Referenzabstand dref ermittelt wird. Aus dieser Referenzmessung im ersten Schritt a) ergibt sich dann ein Referenzabstandsverlauf, der für die zweidimensionale Oberfläche der Werkzeugoberfläche 130 an der jeweiligen Messposition einen Referenzabstand dref enthält. Jeder Referenzabstand dref wird dabei durch eine zweidimensionale Positionskoordinator (x, y) identifiziert.
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Im nächsten Schritt b) wird auf die Werkzeugoberfläche 130 das Fasermaterial zur Bildung des Bauteils 200 eingebracht. Das Fasermaterial kann dabei trocken oder vorimprägniert in das Formwerkzeug 100 eingebracht werden. Wird das Fasermaterial in einem trockenen Zustand eingebracht, so kann es in einem nachträglichen Schritt mit dem Matrixmaterial infundiert werden.
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Im letzten Schritt c) ist schematisch die Durchführung einer Bauteilmessung gezeigt. Der Abstandssensor 14 ermittelt dabei wie auch zuvor bei der Referenzmessung an einer Vielzahl von Messpositionen jeweils einen Bauteilabstand dbau , der den Abstand zwischen dem Abstandssensor 14 und der Bauteiloberfläche 230 angibt.
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Mittels einer mit dem Abstandssensor 14 in Verbindung stehenden Auswerteeinheit 22 kann nun aus dem Referenzabstandsverlaufes ermittelt im ersten Schritt a) und dem Bauteilabstandsverlaufes ermittelt im dritten Schritt c) der Bauteildickenverlauf ermittelt werden. Dies ergibt für jede Messposition die dazugehörige Bauteildicke an dieser Messposition an.
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In 3 ist ein solcher Bauteildickenverlauf dargestellt, der über die gesamte Oberfläche des Bauteils die Dicke des Bauteils an den unterschiedlichsten Positionen darstellt.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Vorrichtung
- 12
- Gestell
- 14
- Abstandssensor
- 16
- Laserstrahl
- 18
- Laserlinie
- 20
- Bewegungseinrichtung
- 22
- Auswerteeinheit
- 100
- Werkzeug
- 130
- Werkzeugoberfläche
- 200
- Faserverbundbauteil
- 210
- Fasermaterial
- 220
- Matrixmaterial
- 230
- Bauteiloberfläche
- dref
- Referenzabstand
- dbau
- Bauteilabstand
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013108568 A1 [0011]
