DE102019204933A1

DE102019204933A1 - Gerichtete energie und abtastung zur erkennung von inkonsistenzen in laminaten

Info

Publication number: DE102019204933A1
Application number: DE102019204933.8A
Authority: DE
Inventors: Kurt D. Rueb
Original assignee: Virtek Vision International ULC
Current assignee: Virtek Vision International Inc Waterloo Ca
Priority date: 2018-04-10
Filing date: 2019-04-05
Publication date: 2019-10-10
Also published as: CN110361393A; US10935502B2; US20190310204A1

Abstract

Ein Verfahren für Erkennen von Inkonsistenzen in einer Anordnung unter Verwendung einer Energiequelle und eines Bildgebungsgeräts ist offenbart. Die Energiequelle leitet Energie durch erste Abtastungsspiegel gegen eine Oberfläche von der laminierten Verbundwerkstoffanordnung, was ein Energieniveau von einem Untersuchungsfläche erhöht. Ein Bildgebungsgerät leitet einen Blick durch zweite Abtastungsspiegel gegen die Untersuchungsfläche und das Bildgebungsgerät erkennt eine Wechselrate der Energie an der Oberfläche von dem laminierten Verbundwerkstoff. Bewegung der ersten Abtastungsspiegel ist synchronisiert mit Bewegung der zweiten Abtastungsspiegel für Leiten eines Abtastungsausschnitts von dem Bildgebungsgerät zu der Untersuchungsfläche nachdem das Energieniveau von der Fläche auf der Oberfläche erhöht wurde. Das Bildgebungsgerät erkennt Dissipation von Energie an der Fläche der Oberfläche, die untersucht wird, und identifiziert Inkonsistenzen verbunden mit Fehlern in der Anordnung.

Description

FRÜHERE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US- amerikanischen Patentanmeldung Nummer 62/655,587 , welche am 10. April 2018 eingereicht wurde und deren Inhalte durch Verweis eingeschlossen sind.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf verbesserte Verfahren für Erkennen von Inkonsistenzen oder Fremdkörpern, die Fehler während eines Zusammenfügungsprozesses verursachen. Genauer gesagt bezieht sich die vorliegende Erfindung auf das Erkennen von Inkonsistenzen oder Fremdkörpern durch Erhöhen des Energieniveaus einer Oberfläche und Erfassen einer inkonsistenten Dissipation derselben.
HINTERGRUND
Bei bestimmten Fertigungsprozessen besteht die Möglichkeit, dass Fremdmaterial oder andere Fehler in eine Baugruppe eingeschlossen werden, wodurch der nachfolgende Teil unbrauchbar wird. So werden beispielsweise bei der Konstruktion von Verbundteilen viele Schichten oder Lagen aus Verbundwerkstoff nacheinander auf einen Dorn oder eine Arbeitsfläche gelegt, um beispielsweise Leichtbaukomponenten für die Luftfahrt zu bilden. Sobald eine vorgegebene Anzahl von Schichten aus Lagen platziert wurde, wird Epoxidharz oder ein anderes Harz, das die Fasermaterialien imprägniert, die jede der Schichten bilden, ausgehärtet. Wenn Fremdmaterialien, Hohlräume oder andere Defekte zwischen den Schichten eingeschlossen werden, kann eine ordnungsgemäße Zwischenlagenverklebung beim Aushärten des Verbundwerkstoffs fehlerhaft sein. Solche Defekte konzentrieren den Stress innerhalb des Bauteils und können zu einem katastrophalen Versagen des Bauteils führen.
Nachdem der Verbundwerkstoff, der das Bauteil bildet, ausgehärtet ist, wird das Bauteil darauf getestet, dass das Bauteil fehlerfrei ist oder zumindest einen notwendigen Qualitätsstandard erfüllt. Thermisches Testen oder Ultraschalltesten wird durchgeführt, um festzustellen, ob ein Fehler außerhalb eines erforderlichen Qualitätsstandards ist, was die strukturale Integrität des Bauteils beeinträchtigen würde; aber solche Tests wurden bislang nur durchgeführt nachdem die Polymere, die das Bauteil bilden, ausgehärtet sind. Wenn diese Fehler identifiziert wurden, wird das ausgehärtete Bauteil häufig ausgesondert, was zu großen Kosten und Verlust von Herstellungseffizienz führt. Alternativ werden teure Reparaturen bei zusätzlichen Kosten und Verlust von Herstellungseffizienz durchgeführt.
Um solche Herstellungsverschlechterungen zu vermeiden, ist es wünschenswert die Verbundbauteile vor dem Aushärten des Harzes zu überprüfen. Jedoch hat sich eine präzise Erkennung von solchen Fehlern vor dem Aushärten als aufwendig bewiesen. Bis jetzt wurde eine Überprüfung nur durchgeführt nach dem Aushärten und mit einem geringen Maß an Erfolg.
Ein Beispiel für eine Überprüfung nach dem Aushärten von Verbundwerkstoffen wurde mittels thermischer Bildgebung durchgeführt. Thermische Bildgebung erfordert ein Erhöhen der Temperatur des bereits ausgehärteten Verbundbauteils. Wenn die Oberfläche des ausgehärteten Bauteils erwärmt wird, versucht ein thermischer Überwacher Inkonsistenzen in der Dissipation von Wärme zu erkennen. Bemühungen wurden angestellt, um diesen Ansatz zu verbessern, so dass das Aufwärmen der ausgehärteten Bauteile und die Aufnahme von Wärmeprofilen präziser erfolgt. Jedoch benötigen diese Systeme die Platzierung einer Wärmequelle und einer thermischen Kamera in sehr nahem Abstand zu der Oberfläche von dem ausgehärteten Bauteil. Dieser Ansatz erfordert entweder manuelle Positionierung der Wärmequelle und der thermischen Kamera oder die Verwendung eines Roboterarms oder Gerüsts, insbesondere wenn große Bereiche untersucht werden sollen, wie zum Beispiel ein kommerzieller Flugzeugflügel oder Flugzeugrumpf. Wegen der Zeit, die notwendig ist damit Wärmetransfer stattfindet, dauert dieser Prozess mehrere Sekunden, was zu inakzeptablen Verzögerungen in der Herstellung führt.
Während dieser Ansatz fehlerhafte Bauteile erkennt, hat sich dieser Ansatz lediglich für ausgehärtete Bauteile als ausreichend genau herausgestellt. Deshalb müssen die Bauteile entweder ausgesondert werden oder einer aufwändigen Reparatur unterzogen werden. Um dieses Dilemma zu vermeiden, wäre es deshalb nützlich einen Inspektionsprozess und ein System zu entwickeln, die angewendet werden bevor das Harz aushärtet und dauerhaft auf den Schichten aus Lagen anhaftet.
ZUSAMMENFASSUNG
Ein Verfahren und eine Anordnung zum Erkennen von Inkonsistenzen in einer Anordnung, die eine Energiequelle und ein Bildgebungsgerät verwendet, ist offenbart. Die Energiequelle richtet Energie durch erste Abtastungsspiegel gegen eine Oberfläche der Anordnung, um ein Energieniveau von einem Bereich, der untersucht werden soll, anzuheben. Ein Bildgebungsgerät richtet den Abtastungsausschnitt von dem Bildgebungsgerät durch zweite Abtastungsspiegel gegen den Bereich, der untersucht werden soll, und das Bildgebungsgerät erkennt eine Änderungsrate der Energie an der Oberfläche von dem laminierten Bauteil. Die Bewegung von den ersten Abtastungsspiegeln ist korreliert mit der Bewegung von den zweiten Abtastungsspiegeln zum Richten eines Abtastungsausschnitts von dem Bildgebungsgerät auf die Region der Oberfläche, die untersucht werden soll, nachdem das Energieniveau von der Region der Oberfläche, die untersucht wird, angehoben wurde. Das Bildgebungsgerät erkennt Dissipation von Energie an der Region der Oberfläche, die untersucht wird, und identifiziert Inkonsistenzen verbunden mit Fehlern in der Anordnung.
Das Inspektionssystem der vorliegenden Erfindung ist geeignet zum Inspizieren beispielsweise von nicht-ausgehärteten Verbundbauteilen aus einem großen Abstand, teilweise aufgrund von schneller Bewegung von den ersten Abtastungsspiegeln und den zweiten Abtastungsspiegeln in einer korrelierten oder synchronen Weise. Die ersten Abtastungsspiegel und die zweiten Abtastungsspiegel tasten sequentiell ab über einen großen Bereich während die Energiequelle und das Bildgebungsgerät unbeweglich verbleiben. Weil die ersten Spiegel und die zweiten Spiegel sich in schneller Folge bewegen, werden sehr präzise Inkonsistenzen in der Energiedissipation erkannt, selbst auf nichtausgehärteten Schichten von Lagen. In dieser Weise werden Fehler schnell aus substantiellen Entfernungen erkannt, was die Inspektionszeit reduziert und einen Benutzer von zusätzlichen Schritten im Herstellungsprozess befreit.
Figurenliste
Weitere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht erkannt, da sie durch die folgende detaillierte Beschreibung besser verstanden werden, wenn sie im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen betrachtet werden, wobei:

1 zeigt einen bespielhaften Querschnitt eines ordnungsgemäß hergestellten Verbundbauteils;
2 zeigt einen beispielhaften Querschnitt von Fremdmaterial, eingeschlossen zwischen zwei Schichten von Lagen;
3 zeigt ein Schema eines Detektionssystems der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine Draufsicht von Schichten von Lagen, die Fremdmaterial darunter eingeschlossen besitzen; und
5 zeigt eine Draufsicht von einem Bild von der Schicht von Lagen erzeugt durch ein Bildgebungsgerät der vorliegenden Erfindung.

DETAILIERTE BESCHREIBUNG
Wenn Objekte zwischen Schichten eingeschlossen werden, treten Fehler bekanntermaßen während Herstellungsprozessen auf, wie zum Beispiel Herstellung eines Laminatverbundwerkstoffs für Luftfahrt-Flügel und dergleichen. Mit Bezug auf 1 ist ein Ausschnitt einer ordnungsgemäß hergestellten Verbundwerkstoffanordnung allgemein bei 10 gezeigt. Ein Dorn oder ein Anordnungswerkzeug 12 dienen als Basis zum Empfangen einer ersten Lagenschicht 14. Die erste Lagenschicht 14 wird gebildet aus einem faserverstärkten Band oder Abschnitt, der ausgeschnitten wurde aus einem faserverstärkten Blatt von Verbundmaterial (nicht gezeigt) in eine vorbestimmte Konfiguration, die geeignet ist, um das Objekt zu bilden. Die Verwendung von „Verbundmaterial“ und „Lage“ in dieser Anmeldung ist eher beispielhaft und in keiner Weise einschränkend. Die Erfindung der vorliegenden Anmeldung kann verwendet werden, um Inkonsistenzen auf einer Vielzahl von Oberflächen zu identifizieren, einschließlich, aber nicht beschränkt auf, geschweißte Oberflächen, ummantelte Oberflächen, Metalle und jede andere Oberfläche oder Substrat, auf dem nicht-destruktive Bestimmung von Inkonsistenzen durch Evaluieren von Energiedissipation sinnvoll sein kann. Das Verbundmaterial ist ein Duroplast oder thermoplastisches Polymer, welches imprägniert ist mit einem Füllmaterial, wie zum Beispiel Karbonfaser, Glasfaser oder dergleichen, um dem Verbundwerkstoff zusätzliche Stärke zuzuführen. Nachdem der relevante Teil des Anordnungswerkzeugs 12 mit der ersten Lagenschicht 14 bedeckt ist, wird eine zweite Lagenschicht 16 über die erste Lagenschicht 14 gelegt.
Wie dem Fachmann bekannt ist, können weitere Lagenschichten (nicht gezeigt) über die zweite Lagenschicht 16 gelegt werden, nachdem die zweite Lagenschicht 16 über die erste Lagenschicht 14 gelegt wurde, um so eine gewünschte Dicke des Verbundwerkstoffs zu erhalten. Sobald eine ausreichende Zahl von Schichten platziert wurden, wird das Verbundmaterial ausgehärtet, was Zwischenschichtadhäsion durch Quervernetzung oder chemische Wechselwirkung verursacht, die verhindert, dass sich die Schichten trennen. Wie im Folgenden besser verstanden werden wird, wird erwartet, dass die Wärme- oder Energiedissipation eines ordnungsgemäß aufgebauten, fehlerfreien Verbundmaterials gleichförmig ist.
2 zeigt eine fehlerhafte Verbundwerkstoffanordnung allgemein bei 20. In diesem Beispiel ist die erste Lagenschicht 14 über das Anordnungswerkzeug 12 gelegt. Die zweite Lagenschicht 16 ist über die erste Lagenschicht 14 gelegt, jedoch wurde ein Fremdkörper 18 zwischen der ersten Lagenschicht 14 und der zweiten Lagenschicht 16 eingeschlossen. Während das Fremdmaterial 18 allgemein dargestellt ist, umfassen Beispiele von Fremdmaterial Verpackungsmaterial, Trägerpapier, Stoffe, industrielle Verunreinigungen und sogar Luftblasen oder Leerstellen 19, sind jedoch nicht darauf beschränkt. Probleme verbunden mit eingeschlossenem Fremdmaterial 18 sind zuvor beschrieben worden und werden nicht weiter erklärt.
Mit Bezug zu 3 ist ein Inspektionssystem der vorliegenden Erfindung allgemein an 30 gezeigt. Das Inspektionssystem umfasst eine Energiequelle 32, die einen Energiestrahl 34 erzeugt. Der Energiestrahl 34 wird optisch fokussiert durch eine Linse 36. Der Energiestrahl wird durch erste Abtastungsspiegel 38 gegen eine vorbestimmte Inspektionsfläche 40 auf einer Anordnungsoberfläche 42 gerichtet. Die ersten Abtastungsspiegel 38 umfassen eine erste Abtastungsanordnung 44 und eine zweite Abtastungsanordnung 46. Die erste Abtastungsanordnung 44 beziehungsweise die zweite Abtastungsanordnung 46 umfassen einen servogetriebenen ersten Reflektor 48 und einen servogetriebenen zweiten Reflektor 50, die den Energiestrahl 34 kooperativ und schnell entlang der Inspektionsfläche 40 richten, um ein Energieniveau von der Inspektionsfläche ansteigen zu lassen. Die erste Abtastungsanordnung 44 wird angetrieben durch einen ersten Servomotor 45 und die zweite Abtastungsanordnung 46 wird angetrieben durch einen zweiten Servomotor 47. Der Energiestrahl 34 wird erzeugt durch eines von einer Halogenlampe, einem Xenon-Blitz, und einer kohärente Lichtquelle. Wenn eine oder eine Kombination von diesen Energiequellen 32 ausgewählt werden, wird die Temperatur von der Inspektionsfläche 40 erhöht von Umgebungstemperatur bis zu einer Temperatur, die geringfügig höher ist als die Umgebungstemperatur. Andere Energiequellen 32 sind ebenfalls innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, die ebenfalls umfasst, dass die Moleküle des Polymers über einen Grundzustand angeregt werden, wobei die Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
Wenn eine Energiequelle 32 ausgewählt wurde, die die Temperatur der Verbundwerkstoffanordnung 10, 20 erhöht, wird der Anstieg der Temperatur nur ungefähr 1 °C betragen. Gleichförmiges Schichten von ordnungsgemäß aufgebauten Anordnungen 10 resultiert in gleichförmiger Wärme- (Energie) Absorption und Dissipation. Fremdmaterial 18 (oder Lufttaschen) verteilt zwischen der ersten Lagenschicht 14 und der zweiten Lagenschicht 16 resultiert in nichtgleichförmiger Wärme- (Energie) Absorption und Dissipation.
Ein Bildgebungsgerät 48 ist bereitgestellt, welches geeignet ist zum Erkennen von nichtgleichförmiger Absorption und Dissipation von Energie von der Inspektionsfläche 40. Das Bildgebungsgerät 48 ist in einer Ausführungsform eine Kamera 50, welche thermische Bildgebungsfähigkeiten besitzt für Erkennen von geringen Mengen von Wärmevariation auf einer Oberfläche, wie beispielsweise, aber nicht darauf beschränkt, eine Langwelleninfrarotkamera umfassend ein gekühltes Quecksilber-Cadmium-Tellurid-Array. Alternative Bildgebungsgeräte 48 geeignet für Erkennen von Variation in Energie auf einer Oberfläche eines Verbundwerkstoffs sind ebenfalls innerhalb des Umfangs dieser Erfindung, beispielsweise umfassen sie Erkennen molekularer Anregung, sind aber nicht darauf beschränkt.
Das Bildgebungsgerät 48 umfasst zweite Abtastungsspiegel 52 für Richten eines Abtastungsausschnitts 54 von der Kamera 50. Der Abtastungsausschnitt 54 der Kamera 50 wird optional fokussiert durch eine Kameralinse 56. Der Abtastungsausschnitt 54 wird gerichtet durch die zweiten Abtastungsspiegel 52 gegen eine vorbestimmte Inspektionsfläche 40 auf der Anordnungsoberfläche 42. Die zweiten Abtastungsspiegel 52 umfassen eine dritte Abtastungsanordnung 58 und eine vierte Abtastungsanordnung 60. Die dritte Abtastungsanordnung 58 beziehungsweise die vierte Abtastungsanordnung 60 umfassen einen servogetriebenen dritten Reflektor 62 und einen servogetriebenen vierten Reflektor 64, die den Kameraabtastungsausschnitt 54 kooperativ und schnell entlang der Inspektionsfläche 40 richten, um das Energieniveau der Inspektionsfläche 40 zu erkennen.
Die erste Abtastungsanordnung 44, die zweite Abtastungsanordnung 46, die dritte Abtastungsanordnung 58 und die vierte Abtastungsanordnung 60 werden kooperativ angetrieben durch eine Steuereinheit 66. Die Steuereinheit 66 koordinieren die Abtastungsanordnungen 44, 46, 58, 60, so dass der Kameraabtastungsausschnitt 54 schnell der Bewegung des Energiestrahls 34 folgt. Der Anstieg des Energieniveaus des Inspektionsbereichs 40 ist von einer Deminimismenge, um eine nachteilige physikalische Veränderung des Verbundes zu vermeiden. Deshalb folgt der Kameraabtastungsausschnitt 54 einem Pfad 68 des Energiestrahls eng.
Die ersten Abtastungsspiegel 38 und die zweiten Abtastungsspiegel 52 bilden ein Galvanometersystem. In dieser Ausführungsform umfasst die Galvanometeranordnung zwei Abtastungsspiegel 38, 52, die den Abtastungsausschnitt 54 des Bildgebungsgeräts 50 kooperativ mit dem Ort der Transmission von dem Energiestrahl 34 von der Energiequelle 32 synchronisieren. Jedoch sollte verstanden werden, dass eine schnell bewegliche Galvanometeranordnung, die einen einzelnen Abtastungsspiegel umfasst, ebenfalls den Abtastungsausschnitt 54 von dem Bildgebungsgerät 50 mit dem Ort der Transmission von dem Energiestrahl 34 von der Energiequelle 32 synchronisieren kann. In dieser Ausführungsform würde der Abtastungsspiegel simultan eines von dem Abtastungsausschnitt 54 des Bildgebungsgeräts 50 und den Energiestrahl 34 weg von der Oberfläche, die untersucht wird, leiten, während er das andere von dem Abtastungsausschnitt 54 und der Energiequelle 34 in synchroner Folge gegen die Oberfläche leiten würde.
Verschiedene Ansätze können verwendet werden, um den Pfad von dem Energiestrahl 34 über die Oberfläche mit dem Pfad von dem Abtastungsausschnitt 54 von dem Bildgebungsgerät 50 zu synchronisieren. Zum Beispiel würde ein Strahlteiler (nicht gezeigt) kürzere, höhere Wellenlängen von dem Energiestrahl 34 durch die Abtastungsgalvanometer gegen die Oberfläche reflektieren, aber längere Wellenlängen verbunden mit der Oberflächenenergie zu der Kamera passieren lassen. Zusätzliche Genauigkeit kann erhalten werden durch schnelles Aktivieren und Deaktivieren des Energiestrahls 34 in Phase mit dem Abtastungsausschnitt 54 des Bildgebungsgeräts, so dass die Kamera 50 verhindert, dass reflektierte Energie von dem Energiestrahl 34 interferiert mit akkurater Bildgebung von der Oberfläche 42, die von dem Bildgebungsgerät 50 gesehen wird.
Vielfache von der Inspektionsfläche 40 können optional einer Erhöhung der Energie ausgesetzt und von der Kamera 50 abgetastet werden, so dass sequenzielle Bilder verschachtelt werden können. In dieser Weise werden simultane Antworten auf Energiepulse akquiriert. Die Kombination von multiplen individuellen Bildsegmenten basierend auf akkurater Positionierung des Kameraabtastungsausschnitts 54 ermöglicht ein hoch aufgelöstes thermographisches Bild, welches die Erkennung selbst sehr kleiner Fehler, die in der Anordnung 20 existieren, durch Identifizieren selbst geringer Abweichungen der Energiedissipation erlaubt.
Weitere Verbesserungen werden erreicht, wenn das Inspektionssystem 30 mit einem Laserprojektor (nicht gezeigt) ausgestattet ist, der verwendet wird, um die Anordnungsoberfläche 42 zu lokalisieren und ein Lasertemplate zu projizieren, welches einen Benutzer leitet wohin ein Lagenstück zu platzieren ist. Wenn das Inspektionssystem 30 relativ zu einem Referenzrahmen des Anordnungssystems 30 registriert wird und in einen Anordnungsprozess integriert wird, kann die Bildgebungssequenz durch das Inspektionssystem 30 auf nur die Fläche des letztplatzierten Lagenstücks beschränkt werden, um die Effizienz der Inspektion weiter zu verbessern.
Beispielsweise beschreibt das Laserprojektionssystem offenbart im US- amerikanischen Patent Nummer 9,200,899 , dessen Inhalte hierin durch Referenz aufgenommen werden, eine Laserprojektionsanordnung, die eine Photogrammetrieanordnung zum Lokalisieren eines Werkstücks oder einer Laminierung für die Projizierung eines Lasertemplates verwendet. Das Lasertemplate leitet einen Ort einer Platzierung einer Schicht von Verbundmaterial, welcher korreliert ist mit der Inspektionsfläche 40, die in 3 beschrieben ist. Deshalb leitet das Photogrammetriesystem oder äquivalente Positionierungssystem beschrieben in dem US- amerikanischen Patent Nummer 9,200,899 ebenfalls die ersten und zweiten Abtastungsspiegel 38, 52 wohin der Energiestrahl 34 von der Energiequelle 32 geleitet werden soll und der Kameraabtastungsausschnitt 54 ermöglicht eine effiziente und schnelle Antwortzeit.
Die Steuereinheit 66 koordiniert die Bewegung von dem Laserprojektor offenbart im US- amerikanischen Patent Nummer 9,200,899 mit den ersten und zweiten Abtastungsspiegeln 38, 52 der vorliegenden Erfindung. In einer Ausführungsform tasten die ersten und zweiten Abtastungsspiegel 38, 52 die Untersuchungsfläche 40 ab bevor das Harz, welches die Karbonfasern imprägniert, ausgehärtet ist, wie zuvor beschrieben wurde. Dies erlaubt einem Benutzer notwendige Korrekturtätigkeiten vorzunehmen bei der die zuvor platzierte Lage entfernt wird, um den Fehler zu korrigieren, ohne den laminierten Verbundwerkstoff einer Reparaturprozedur unterziehen müssen. Es sollte daher verstanden werden, dass die Temperatur von der Inspektionsfläche 40 von der Verbundwerkstückanordnung 10 nicht oberhalb der Aushärtetemperatur des Harzes erhöht werden soll, um eine ungewollte Polymerreaktion zu vermeiden.
Mit Bezug zu den 4 und 5 wird Fremdkörpermaterial, wie zum Beispiel ein Plastikstück zwischen der nichtausgehärteten ersten Lagenschicht 14 und der zweiten Lagenschicht 16 platziert. Aus 4 wird verständlich, dass die einfarbig schwarze, undurchsichtige Art der zweiten Lagenschicht 16 es einem Benutzer nahezu unmöglich macht das Plastikstück 70 zu erkennen, so offensichtlich es auch erscheinen mag. Zusätzlich ist ein Gitter von Leerstellen 71 gebildet in der ersten Lagenschicht 14, um Lufttaschen darzustellen, die sich zwischen zwei Lagenschichten 14, 16 bilden. 5 zeigt ein Bild von einer ersten Lage 14 nachdem sie einem Energiestrahl 34 ausgesetzt wurde, der das Energieniveau von dem Verbundwerkstück erhöht. Die Kamera erzeugt ein Bild auf einem Monitor 72, welches den Ort von dem Fremdkörpermaterial 70 (18) einem Benutzer anzeigt basierend auf verschiedenen Niveaus der Energiedissipation verursacht durch das Fremdmaterial 18 und selbst eine einzelne Leerstelle 71 verursacht durch eine Luftblase zwischen der ersten Lagenschicht 14 und der zweiten Lagenschicht 16. Der Monitor 72 umfasst ein Template, einen Computermonitor, ein smartes Gerät, und selbst Brillen. Der Monitorabtastungsausschnitt ist optional korreliert mit einem Ort einer Inspektionsfläche 40 und erzeugt eine erweiterte Ansicht von der Inspektionsfläche in einer Art, um den Benutzer weiter mit der Lokalisierung von Fehler zu unterstützen, ähnlich wie in der ebenfalls anhängigen US- amerikanischen Patentanmeldung Nummer 15/058,867 offenbart ist, deren Inhalte durch Referenz hierin eingeschlossen werden.
In einer Ausführungsform werden die ersten Abtastungsspiegel 38 und die zweiten Abtastungsspiegel 52 angetrieben durch ein Galvanometer-Abtastungssystem, wie beispielweise die 62xxH Serie von Cambridge Technologies. Die Reflektoren 48, 50, 62, 64 umfassen jeweils eine 350 nm bis 12 µm Breitband-Spiegelbeschichtung. Zusätzlich ist das Bildgebungsgerät 48 ein ungekühltes Mikro-Bolometer-Detektor-Array, wie beispielsweise die FLIR A325sc Infrarotkamera mit einer 76 mm Brennweiten-Kameralinse 56, die ein 6 x 4,5 Grad Abtastungsausschnittfeld durch den zweiten Abtastungsspiegel 52 bietet.
Die Erfindung wurde hierin veranschaulichend beschrieben, und es ist zu verstehen, dass die verwendete Terminologie dazu bestimmt ist, beschreibender Natur zu sein und nicht von beschränkender Art zu sein. Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich. Die Erfindung kann anders gehandhabt werden, als im Rahmen der damit verbundenen Ansprüche ausdrücklich beschrieben.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 62/655587 [0001]
US 9200899 [0023, 0024]
US 15/058867 [0025]

Claims

Ein Verfahren für Erkennen von Inkonsistenzen in einer Anordnung verwendend eine Energiequelle und ein Bildgebungsgerät, wobei das Verfahren aufweist die Schritte von: Bereitstellen einer Energiequelle und Leiten von Energie von der Energiequelle durch erste Abtastungsspiegel gegen eine Oberfläche von einer laminierten Verbundwerkstoffanordnung, die untersucht werden soll durch Erhöhen eines Energieniveaus von einer Fläche, die untersucht werden soll; Bereitstellen eines Bildgebungsgeräts und Leiten eines Abtastungsausschnitts von dem Bildgebungsgeräts durch zweite Abtastungsspiegel gegen die Fläche, die untersucht werden soll, und wobei das Bildgebungsgerät eine Änderungsrate der Energie an der Oberfläche von dem laminierten Verbundwerkstoff erkennt; und Synchronisieren von Bewegung von den ersten Abtastungsspiegeln mit Bewegung von den zweiten Abtastungsspiegeln für Leiten eines Abtastungsausschnitts von dem Bildgebungsgerät zu der Fläche der Oberfläche, die untersucht wird, nachdem das Energieniveau von der Fläche, die untersucht wird, erhöht wurde; und Erkennen von Variationen in Dissipation eines Energieniveaus an der Fläche der Oberfläche, die untersucht wird, und dadurch Identifizieren von Inkonsistenzen verbunden mit Fehlern in der Anordnung.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt des Bereitstellens der Energiequelle weiter bestimmt ist durch Bereitstellen einer Wärmeenergiequelle und dadurch Erhöhen einer Temperatur von der Anordnung in der Fläche, die untersucht werden soll, vor dem Leiten des Abtastungsausschnitts des Bildgebungsgeräts auf die Fläche, die untersucht werden soll.
Das Verfahren von Anspruch 2, weiter umfassend einen Schritt von Leiten der Energiequelle weg von der Fläche, die untersucht werden soll, zu einer zweiten Fläche, die untersucht werden soll, nach Bereitstellen einer gewünschten Energieexposition.
Das Verfahren von Anspruch 3, weiter umfassend einen Schritt von Leiten des Bildgebungsgeräts zu der zweiten Fläche, die untersucht werden soll, nach dem Schritt von erhöhen des Energieniveaus von der zweiten Fläche, die untersucht werden soll.
Das Verfahren von Anspruch 1, wobei der Schritt von Bereitstellen einer Energiequelle weiter bestimmt ist durch eine Wärmeenergiequelle.
Das Verfahren von Anspruch 5, wobei der Schritt von Bereitstellen einer Wärmeenergiequelle weiter bestimmt ist durch Bereitstellen eines von einer Halogenlampe, eines Xenon-Blitzes, und einer kohärenten Lichtquelle.
Das Verfahren von Anspruch 3, wobei der Schritt von Bereitstellen eines Bildgebungsgeräts weiter bestimmt ist durch Bereitstellen einer Langwelleninfrarotkamera umfassend ein gekühltes Quecksilber-Cadmium-Tellurid-Array.
Das Verfahren von Anspruch 1, weiter umfassend einen Schritt von sequenziellem Leiten von Energie von der Energiequelle zu sequenziellen Flächen, die untersucht werden sollen.
Das Verfahren von Anspruch 1, weiter umfassend einen Schritt von wiederholtem Abtasten sequentieller Flächen, die untersucht werden sollen, durch das Bildgebungsgerät zum Erzeugen einer zeitlich ausgelösten Energiedissipationsantwort.
Das Verfahren von Anspruch 9, wobei der Schritt von Erzeugen der zeitlich aufgelösten Energiedissipation weiter bestimmt ist durch Erkennen eines Orts von Inkonsistenzen verbunden mit Fehlern durch inkonsistente Reduktion in Energieleitfähigkeit.
Das Verfahren von Anspruch 1, weiter umfassend den Schritt von Beschränken der Fläche, die untersucht werden soll auf eine Fläche von einer definierten Platzierung einer Lage von Verbundmaterial.
Das Verfahren von Anspruch 11, weiter aufweisend den Schritt von Signalisieren eines Orts von einer Fläche, die untersucht werden soll, an die ersten Abtastungsspiegeln von der Energiequelle und den zweiten Abtastungsspiegeln von dem Bildgebungsgerät, wobei die Fläche bestimmt ist durch ein Lasertemplate projiziert durch einen Laserprojektor.
Ein Verfahren von Erkennen von Inkonsistenzen in einer Anordnung verwendend eine Energiequelle und ein Bildgebungsgerät, wobei das Verfahren aufweist die Schritte von: Bereitstellen einer Energiequelle für Leiten eines Strahls von Energie gegen eine Oberfläche, die untersucht werden soll; Bereitstellen eines Bildgebungsgeräts umfassend einen Abtastungsausschnitt von der Oberfläche, die untersucht werden soll, und wobei das Bildgebungsgerät geeignet ist für Erkennen von Variation von Energie auf einer Oberfläche, die untersucht werden soll; Bereitstellen eines Galvanometersystems für Synchronisieren eines Orts von Transmission von dem Energiestrahl auf die Oberfläche mit einem Abtastungsausschnitt von der Oberfläche durch das bildgebungsgerät; Verwenden der Energiequelle zum Erhöhen eines Energieniveaus von der Oberfläche; Verwenden des Bildgebungsgeräts zum Erkennen von Inkonsistenzen in der Anordnung basierend auf nicht-gleichförmiger Dissipation von Energie auf der Oberfläche; und Verwenden des Galvanometersystems für Synchronisieren von Transmission des Energiestrahls mit dem Ort von dem Abtastungsausschnitt von dem Bildgebungsgerät auf der Oberfläche und dadurch Ermöglichen, dass das Bildgebungsgerät Inkonsistenzen an der Oberfläche von der Anordnung untersucht.
Das Verfahren von Anspruch 13, wobei der Schritt von Bereitstellen eines Galvanometersystems weiter bestimmt ist durch Bereitstellen eines Galvanometersystems umfassend erste Abtastungsspiegel für Leiten des Energiestrahls von der Energiequelle und umfassend zweite Abtastungsspiegel für Leiten von dem Abtastungsausschnitt von dem Bildgebungsgerät in einer synchronen Weise über die Oberfläche, die untersucht wird.
Das Verfahren von Anspruch 13, weiter umfassend den Schritt von sequentiellem Bewegen eines Orts von der Energiequelle über die Oberfläche, die untersucht wird, gefolgt von synchroner Bewegung von dem Abtastungsausschnitt von dem Bildgebungsgerät über die Oberfläche folgend einer Erhöhung der Energie durch den Energiestrahl.