DE102019210171A1 - Herstellungsverfahren für ein Faserverbundbauteil, Faserverbundbauteil, Prüfverfahren für ein Faserverbundbauteil, Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Vorrichtung - Google Patents

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Abstract

Verfahren (200) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (2), wobei in dem Faserverbundbauteil (2) eine Sensorvorrichtung (1) mit einem flexiblen Schaltungsträger (3) und/oder einem Sensormodul (4), insbesondere einem mikromechanischen Beschleunigungssensormodul, integriert ist, mit den Schritten:- Beschicken (201) eines Werkzeugs (30) zur Herstellung des Faserverbundbauteils (2) mit Textillagen und der Sensorvorrichtung (1);- Schließen (202), insbesondere luftdichtes Verschließen, des beschickten Werkzeugs (30) und Komprimieren der Textillagen und der Sensorvorrichtung (1);- Einleiten (203) einer flüssigen Matrix, insbesondere eines Harzes, insbesondere eines Reinharzes, in das verschlossene Werkzeug (30) und Imprägnierung des Textils zur Herstellung des Faserverbundbauteils (2) und Öffnen des Werkzeugs;- Erfassen (204), insbesondere in Echtzeit, einer Beschleunigung in Bezug auf das Einleiten (203) und/oder das Imprägnieren und/oder das Verschließen (202) und/oder das Öffnen mittels der Sensorvorrichtung (1) und/oder des Sensormoduls (4) der Sensorvorrichtung (1);- Ableiten und/oder Bewerten (205) eines Prozesszustands und/oder eines Prozessparameters des Herstellungsverfahrens in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung, wobei im Schritt des Ableitens und/oder Bewertens (205) das Ableiten und/oder das Bewerten anhand einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich, insbesondere im diskreten Frequenzbereich, durchgeführt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Herstellungsverfahren für ein Faserverbundbauteil, ein entsprechend hergestelltes Faserverbundbauteil, ein Prüfungsverfahren für ein entsprechend hergestelltes Faserverbundbauteil, ein dazu entsprechendes Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium, sowie eine dazu entsprechende Vorrichtung.
  • Stand der Technik
  • Aus der WO 2018/069066 A1 ist ein Verfahren zum Anordnen einer Anzahl von mikromechanischen Beschleunigungssensoren auf oder in einem Kunststoffbauteil, insbesondere einen Stoßfänger, und ein entsprechendes Kunststoffbauteil, insbesondere Stoßfänger, bekannt.
  • Im Schritt A des Verfahrens wird der mikromechanische Beschleunigungssensor in oder auf einen flexiblen Schaltungsträger fest positioniert, wobei der mikromechanische Beschleunigungssensor mit einer integrierten Leiterbahnstruktur des flexiblen Schaltungsträgers kontaktiert wird.
  • Im Schritt B des Verfahrens werden zumindest bereichsweise der mikromechanische Beschleunigungssensor und der flexible Schaltungsträger auf oder in das Kunststoffbauteil derart angeordnet, dass die integrierte Leiterbahnstruktur des flexiblen Schaltungsträgers zumindest teilweise freigelegt wird
  • Aus der DE 10 2016 220 032 A1 ist eine Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, mit wenigstens einem Sensormodul und mit wenigstens einer mit dem Sensormodul verbundenen Anschlussleitung zum elektrischen Kontaktieren des Sensormoduls bekannt.
  • Es ist vorgesehen, dass die Anschlussleitung als Leiterfolie ausgebildet ist, auf der mehrere unterschiedliche Sensormodule angeordnet und durch jeweils eine oder eine gemeinsame Leiterfolie kontaktiert ist.
  • Bei der Herstellung von Faserverbundstrukturen, wie Faserverbundbauteilen, mit Verfahren wie dem Liquid Composite Molding (LCM) oder die Liquid Resin Injection (LRI), werden über unterschiedliche Ansätze Sensortechnologien genutzt, um die Zustände während der Herstellungsprozessschritte zu erfassen. Für diese Prozessüberwachung (Process Monitoring) werden zum einen Sensoren sog. Tool Mounted Sensors (TMS), in das Herstellungswerkzeug eingebracht.
  • Diese hinterlassen jedoch Spuren am Endprodukt, außerdem können sie durch die Schwindung des in das Werkzeug eingebrachten Harzes den für die Sensierung notwendigen Kontakt zum Bauteil verlieren.
  • Eine Lösung dieses Problems sind zum anderen berührungslose Messmethoden. Diese sind jedoch nicht immer realisierbar.
  • Alternativ dazu werden Sensoren direkt in den Strukturaufbau im Werkzeug integriert. Größen, die bei der Prozessüberwachung überwacht werden, sind meist die Fließfront (zur Überprüfung einer vollständigen Matrixinfusion), eine durchgängige Imprägnierung der eingelegten Textilfasern oder des textilen Halbzeugs (Textillagen) und der Aushärtungsgrad des Strukturbauteils aus Matrix und Fasern bzw. textilem Halbzeug.
  • Dazu können dielektrische und optische oder thermische Messmethoden eingesetzt werden.
  • Typische Messmethoden sind die direkte Spannungsanalyse (DC Analyse), die dielektrische Analyse (DEA) oder die elektrische Zeitbereichsreflektometrie (electrical Time-Domain-Reflectometry; ETDR).
  • Dazu werden beispielsweise im Werkzeug oder Strukturbauteil eingebrachte DC-Punktsensoren oder Elektroden verwendet. Bekannt ist auch der Einsatz der SMARTweave-Methode aus faserbasierten ebenen Elektroden von Gittern aus mehreren dielektrischen Sensoren, von Carbonfasern oder von speziell entwickelten Buckypapern aus verwickelten Carbon Nano Tube (CNT)-Strängen, von speziell entwickelten Zweileitersensoren oder von Fringing Electric Field Sensors (FEF-Sensoren), die Materialeigenschaften als Funktion des Ortes und der Zeit messen.
  • Um die Ausbreitung der Fließfront bzw. die Formfüllung oder den Aushärtungsgrad des Faserverbundbauteils zu erfassen werden auch die thermodynamischen bzw. mechanischen Eigenschaften der Matrix genutzt. Dies unter dem Einsatz von Druckaufnehmern oder (Mikro-)Thermoelementen. Eine optische Erfassung der Fließfront ist mit Fiber Optical Sensors (FOS), Optical Fiber Refractometern (OFR), optischen Faserinterferometern (OFI) oder (faseroptischen) Spektrometern möglich, die im Strukturaufbau integriert sind.
  • Für eine berührungslose Messmethode in der Werkzeugform wird Ultraschall eingesetzt, z.B. über Ultraschallwandler oder einen eingebrachten Kupferdraht.
  • Weitere mögliche Sensortechnologien auf Basis elektrischer Messprinzipien sind direct current resistance (DCR)-Sensoren, leitfähige Filamente, Mikrogeflechte oder Fiber Bragg Grating (FBG)-Sensoren.
  • Darüber hinaus eignet sich die Thermographie, um den Aushärtungsgrad zu bestimmen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils. In dem Faserverbundbauteil ist eine Sensorvorrichtung integriert, d. h. innerhalb des Faserverbundbauteils angeordnet. Die Sensorvorrichtung weist einen flexiblen Schaltungsträger bzw. ein Sensormodul auf. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Der flexible Schaltungsträger kann ein oder mehrere Sensormodule aufweisen.
  • Beschicken eines Werkzeugs zur Herstellung des Faserverbundbauteils mit Textillagen, d. h. mit Textilfasern oder textilem Halbzeug und der Sensorvorrichtu ng.
  • Schließen des beschickten Werkzeugs und Komprimieren der Textillagen und der Sensorvorrichtung.
  • Einleiten einer flüssigen Matrix (Matrixinfusion) zur Herstellung des Faserverb undbauteils.
  • Erfassen einer Beschleunigung in Bezug auf einen Herstellungsschritt, insbesondere auf das Verschließen des Werkzeugs bzw. das Einleiten der Matrix in die Werkzeugkavität bzw. die Imprägnierung der Textillagen im Werkzeug, bzw. das Öffnens des Werkezugs mittels der Sensorvorrichtung bzw. des Sensormoduls der Sensorvorrichtung.
  • Die Erfassung der Beschleunigung kann dabei durch ein Ereignis während der Herstellung des Faserverbundbauteils erfolgen.
  • Ableiten bzw. Bewerten eines Prozesszustands bzw. eines Prozessparameters des Herstellungsverfahrens in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung.
  • Wobei ein Prozesszustand typischerweise durch einen oder mehrere Prozessparameter gesteuert bzw. eingestellt wird.
  • Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass das Ableiten und/oder das Bewerten anhand einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich durchgeführt wird.
  • Denkbar ist dabei die Spektralanalyse im diskreten Frequenzbereich durchzuführen.
  • Die erfasste Beschleunigung im Frequenzbereich, also die Frequenzspektren der Beschleunigung bzw. dessen Beschleunigungssignals, können bezüglich charakteristischer Größen, sowohl qualitativ als auch quantitativ analysiert werden. Dabei werden signifikante Änderungen der Charakteristik aufgesucht:
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise der Ort bzw. die Frequenz, an denen maximale Spektralanteile auftreten.
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise die Größe, also die Magnituden, der maximalen Spektralanteile.
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise das Erscheinungsbild der Einhüllenden der Spektralanteile über den Frequenzgang.
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise die Flächen unterhalb der Einhüllenden über den Frequenzgang in der Umgebung der maximalen Spektralanteile.
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise die Steigung der Einhüllenden über den Frequenzgang in der Umgebung der maximalen Spektralanteile.
    • - Betrachtet werden kann beispielsweise die Flächensumme über alle Spektralanteile, unterhalb der Einhüllenden der Spektralanteile über den Frequenzgang.
  • Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die Analyse des Prüfsignals im Frequenzbereich, d. h. nach der Spektralanalyse, Merkmale des Signals im Vergleich zum dem Signal im Zeitbereich besser sichtbar bzw. überhaupt sichtbar werden.
  • Die Bewertung der abgeleiteten Prozesszustände und/oder der Prozessparameter kann zu deren Optimierung (Prozessoptimierung) eingesetzt werden. Dies betrifft insbesondere das Vermeiden einer unzureichenden Bauteilqualität bei der Herstellung. Eine nicht hinreichende Qualität bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen kann zu inneren Inhomogenität und Schäden im Bauteil führen. Dies kann die mechanische Leistungsfähigkeit des Bauteils und die Bauteilsicherheit beeinflussen. Unter einem Faserverbundbauteil kann vorliegend ein Bauteil verstanden werden, dass aus einem Faserverbundwerkstoff besteht. Ein Faserverbundwerkstoff entsteht im Allgemeinen durch einen wechselwirkenden Verbund aus Textilfasern oder textilem Halbzeug und einer Matrix zwischen den Fasern oder dem textilen Halbzeug. Die Matrix ist Füllstoff und Klebstoff. Typisch für Faserverbundwerkstoffe ist, dass durch die Wechselwirkung des Verbunds ein Werkstoff entsteht, der im Vergleich zu den Eigenschaften der Fasern und der Matrix höherwertigere Eigenschaften aufweist.
  • Das Faserverbundbauteil kann ein Karosserieteil für ein Fahrzeug sein; bspw. ein Stoßfängerbauteil oder ein Bauteil der Längsseite des Fahrzeugs.
  • Das Faserverbundbauteil kann ein Bauteil u. a. aus dem Bereich Maschinen- und Anlagenbau, der Medizintechnik, den Bereichen Luft- und Raumfahrttechnik, Energie, Offshore, Robotic, Sportgeräte und Consumer Products sein.
  • Ferner kann es sich bei dem Faserverbundbauteil um ein Sportgerät handeln.
  • Ein flexibler Schaltungsträger kann u. a. Silikone, Polyurethane, Polyamide, oder Thermoplaste umfassen. So lässt sich der flexible Schaltungsträger flexibel verformen, insbesondere lässt sich die integrierte Leiterbahnstruktur entsprechend plastisch verformen, wodurch im Wesentlichen der flexible Schaltungsträger an eine Geometrie bzw. Form des Faserverbundbauteils angepasst werden kann. Der flexible Schaltungsträger kann eine Leiterfolie sein.
  • Das Sensormodul kann ein elektronisches bzw. elektrisches Bauteil zur Erfassung einer Beschleunigung, d. h. ein Beschleunigungssensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul nach der Art der microelectromechanical systems (MEMS) sein.
  • Ein Sensormodul zur Erfassung einer Beschleunigung, bspw. ein mikromechanischer Beschleunigungssensor nach der Art der microelectromechanical systems (MEMS), gibt in der Regel ein Signal in Form einer Beschleunigung über der Zeit, also ein Signal im Zeitbereich, aus.
  • Aufgrund der Messcharakteristik des mikromechanischen Beschleunigungssensors lässt sich ein Ereignis bei der Herstellung des Bauteils, in das der Beschleunigungssensor in Form einer Sensorvorrichtung integriert ist, anhand einer Veränderung im Verlauf des Zeitsignals (Beschleunigung über der Zeit) gegebenenfalls nicht hinreichend genau erkennen. Dies ist abhängig von der Stärke des Ereignisses.
  • Die Herstellungsschritte des u. a. Beschickens, Schließens, Einleitens, Imprägnierens und Öffnens haben eine zwingende Reihenfolge, die der aufgeführten Reihenfolge entspricht.
  • Die Schritte des Erfassens und Ableitens können parallel zu den Herstellungsschritten erfolgen. Diese Schritte können während des Herstellungsverfahrens mehrfach bzw. regelmäßig bzw. dauerhaft bzw. durchgehend erfolgen.
  • Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass eine in einem Faserverbundbauteil angeordnete und eine Beschleunigung erfassende Sensorvorrichtung während des Einleitens einer flüssigen Matrix zur Herstellung des Faserverbundbauteils, insbesondere durch die ankommende Fließfront kurzzeitig ausgelenkt bzw. beschleunigt bzw. angeregt wird. Bei Erfassung der Beschleunigung in Echtzeit und dem Auswerten bzw. der Analyse des Signals lässt sich dies im Sensorsignal im Zeitbereich nicht einfach oder überhaupt nicht erkennen. Daher zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, die Ableitung und Bewertung des erfassten Signals anhand einer Spektralanalyse im Frequenzbereich durchzuführen. Die so erfasste Auslenkung bzw. Beschleunigung lässt einen Rückschluss auf die ankommende Schmelze (die flüssige Matrix) zu. Dadurch können über das erfasste Beschleunigungssignal die Prozessparameter der Harzinjektion (wie Injektionsdruck, -geschwindigkeit, oder -temperatur), oder der Zeitpunkt der Harzinjektion im Gesamtprozess des Herstellungsverfahrens mittels der in das dabei hergestellte Faserverbundbauteil angeordneten bzw. integrierten Sensorvorrichtung abgeleitet, bewertet und optimiert werden. Das erfasste Beschleunigungssignal kann ferner zur Überprüfung bzw. Bewertung der verwendeten Prozessparameter des Herstellungsprozesses und somit auch zur Überprüfung und Bewertung des hergestellten Erzeugnisses herangezogen werden.
  • Die Schritte des Erfassens und des Ableitens bzw. Bewertens können auch in Bezug auf das Imprägnieren der Textillagen erfolgen.
  • Weiter können bereits beim Schließen des Werkzeugs Effekte im Sensorsignal erfasst werden und daraus ebenfalls die Prozessparameter des Werkzeugschließens (u. a. Schließgeschwindigkeit oder -kraft) des Herstellungsverfahrens oder der Zeitpunkt des Schließens im Gesamtprozess abgeleitet bzw. bewertet werden. Bspw. kann der Zeitpunkt des Schließens des Werkzeugs in dem erfassten Beschleunigungssignal erkannt werden.
  • Die Bewertung der abgeleiteten Prozessparameter kann zu deren Optimierung eingesetzt werden.
  • Das Schließen kann derart erfolgen, dass das Werkzeug mit den aufgenommenen Textilfasern oder dem textilen Halbzeug (Textillagen) und der aufgenommenen Sensorvorrichtung luftdicht erfolgt, z.B. über Schraub- oder Druck-/Presskraft
  • Die flüssige Matrix kann ein Harz sein. Das Harz kann ein Reinharz sein.
  • Die Erfassung der Beschleunigung kann in Echtzeit erfolgen.
  • Durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird bei der Herstellung eines Faserverbundbauteils in einem Faserverbundbauteil angeordnete und eine Beschleunigung erfassende Sensorvorrichtung bereits bei der Herstellung der Komponente eine sekundäre Zusatzfunktion der Überwachung des Herstellungsprozesses realisiert.
  • Nach einer Ausführungsform des Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren den zusätzlichen Schritt des Öffnens des Werkzeugs nach dem Schritt des Einleitens der Matrix und des anschließenden Aushärtens des Faserverbundbauteils im Werkzeug auf, wobei die Schritte des Erfassens und des Ableitens bzw. Bewertens auch in Bezug auf das Öffnen erfolgen.
  • Die Bewertung der abgeleiteten Prozessparameter kann zu deren Optimierung eingesetzt werden.
  • Ferner ist es vorteilhaft, wenn im Rahmen der Spektralanalyse ein Zero-Padding der erfassten Beschleunigung im Zeitbereich erfolgt.
  • Unter Zero-Padding wird vorliegend verstanden, dass die erfasste Beschleunigung im Zeitbereich mit Nullen aufgefüllt wird. Das Beobachtungsintervall kann dadurch vergrößert werden, wodurch bspw. nach der Anwendung der Fast-Fourier-Transformation zur Spektralanalyse eine engere Abtastung erzielt werden kann. Obwohl dadurch keine Qualitätserhöhung der erfassten Beschleunigung erzielt werden kann, ist durch die engere Abtastung eine bessere Darstellung des Signals im Frequenzbereich möglich.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Faserverbundbauteil. Das Faserverbundbauteil weist eine Sensorvorrichtung mit einem flexiblen Schaltungsträger bzw. einem Sensormodul auf und ist hergestellt mittels einem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Sensormodul kann ein elektronisches bzw. elektrisches Bauteil zur Erfassung einer Beschleunigung, d. h. ein Beschleunigungssensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul nach der Art der microelectromechanical systems (MEMS) sein.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Prüfung eines Faserverbundbauteils. In dem Faserverbundbauteil ist eine Sensorvorrichtung mit einem flexiblen Schaltungsträger bzw. einem Sensormodul integriert. Das Verfahren umfasst die Schritte:
    • Erfassen einer Beschleunigung mittels der Sensorvorrichtung bzw. des Sensormoduls der Sensorvorrichtung.
    • Bestimmen des Aushärtungsgrads des Faserverbundbauteils in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung.
  • Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass im Schritt des Bestimmens die Bestimmung des Aushärtungsgrads anhand einer Spektralanalyse im Frequenzbereich durchgeführt wird.
  • Denkbar ist dabei die Spektralanalyse im diskreten Frequenzbereich durchzuführen.
  • Das Prüfungsverfahren kann während des Aushärtens eines Faserverbundbauteils im Rahmen von dessen Herstellung ausgeführt werden. Dabei kann es sich um das Aushärten während der Herstellung eines Faserverbundbauteils nach dem Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung handeln.
  • Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die Analyse der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich, d. h. nach der Spektralanalyse, Merkmale der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich im Vergleich zum dem Signal im Zeitbereich besser sichtbar bzw. überhaupt sichtbar werden.
  • Dadurch kann eine genauere Prüfung des Faserverbundbauteils vorgenommen werden. So können nachteilige Einträge in das Faserverbundbauteil bzw. nachteilige Zustände des Faserverbundbauteils besser erkannt werden. Ein nachteiliger Zustand, der bspw. nicht durch einen nachteiligen Eintrag hervorgerufen wird, ist ein nicht ausreichender Aushärtegrad. Solche Einträge bzw. Zustände können bereits im Produktionsverfahren des Faserverbundbauteils erfolgt sein oder im späteren Lebensverlaufs des Faserverbundbauteils, bspw. beim Einsatz an einem Fahrzeug, wenn es sich bei dem Faserverbundbauteil um ein Karosseriebauteil des Fahrzeugs handelt.
  • Bei dem zu prüfenden Faserverbundbauteil kann ein Faserverbundbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung sein
  • Das Sensormodul kann ein elektronisches bzw. elektrisches Bauteil zur Erfassung einer Beschleunigung, d. h. ein Beschleunigungssensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul sein. Das Sensormodul kann ein mikromechanisches Sensormodul nach der Art der microelectromechanical systems (MEMS) sein.
  • Das Erfassen kann in Reaktion auf ein Aufbringen eines vorbestimmten Impulses auf das Faserverbundbauteil bzw. das Werkzeug zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aufweisend das zu prüfende Faserverbundbauteil erfolgen.
  • Nach einer Ausführungsform des Prüfungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren den Schritt des Vergleichens der erfassten Beschleunigung mit einer Referenzbeschleunigung auf. Im Schritt des Bestimmens wird dann der Aushärtungsgrad in Abhängigkeit von dem Vergleich bzw. des Vergleichsergebnisses bestimmt.
  • Das Referenzsignal kann dadurch erzeugt werden, dass das Faserverbundbauteil in eine Referenzschwingung versetzt wird und die Referenzschwingung mittels der Sensorvorrichtung erfasst wird und das erfasste Signal oder ein davon abgeleitetes Signal das Referenzsignal ist.
  • Das Referenzsignal dient zur Folgeuntersuchungen bzw. Prüfungen des Faserverbundbauteils.
  • Es ist von Vorteil, wenn das Referenzsignal in einem Neuzustand, insbesondere in einem vollständig ausgehärteten Zustand, des Faserverbundbauteils erzeugt wird. Dadurch kann bei einer später erfolgenden Prüfung des Faserverbundbauteils gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung durch Vergleich des Prüfsignals mit dem Referenzsignal eine vom vollständig aushärteten Zustand abweichende oder eine Veränderung der Bauteilcharakteristika ermittelt werden. Basierend auf den ermittelten Bauteilcharakteristika kann auf den Zustand bzw. eine Zustandsänderung des Bauteils zum Zeitpunkt der Durchführung des Verfahrens zur Prüfung des Faserverbundbauteils im Vergleich zu dessen Neuzustand bzw. dessen voll ausgehärteter Zustand geschlossen werden. Mit dieser Information kann eine geeignete Maßnahme durchgeführt werden.
  • Der so bestimmte Zustand bzw. diese so bestimme Zustandsänderung des Faserverbundbauteils kann mittels eines Zustandssignals, das den Zustand bzw. die Zustandsänderung geeignet repräsentiert, ausgegeben werden.
  • Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung werden im Schritt des Vergleichens bei der Spektralanalyse die erfasste Beschleunigung und das Referenzsignal nur einseitig betrachtet.
  • Dies bietet sich an, da die Periodizität des Signals ausgenutzt wird, sodass bei der (diskreten) Fourier-Transformation das Spektrum des Signals über nur eine Periode betrachtet wird. Eine Periode erstreckt sich über den Frequenzbereich von 0 bis zur Samplerate des Signals. Da nach der (diskreten) Fourier-Transformation das Spektrum des Signals symmetrisch um den Mittelpunkt vorliegt, liegt auch die gewonnene Information redundant vor, wodurch eine einseitige Betrachtung ausreichen ist.
  • Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erfolgt im Schritt des Bestimmens die Bestimmung in Abhängigkeit von signifikanten Änderungen der Charakteristik des Frequenzspektrums.
  • Unter signifikant werden gemäß der vorliegenden Erfindung alle Änderungen verstanden, die über den Rahmen der Messgenauigkeit des integrierten Sensormoduls bzw. der Sensorvorrichtung - an sich bekannte - hinausgehen und damit nicht auf die Messunschärfe zurückzuführen sind.
  • Nach einer Ausführungsform des Verfahrens der vorliegenden Erfindung liegt die erfasste Beschleunigung innerhalb eines betrachteten Messbereichs der Sensorvorrichtung und ist abhängig von einer Eigenfrequenz der Umgebung des Faserverbundbauteils.
  • Unter einer Umgebung können vorliegend beispielsweise das Werkzeug oder die Peripherieanschlüsse bei der Herstellung des Faserverbundbauteils, eine Einspannvorrichtung des Faserverbundbauteils, die Aufhängevorrichtung des Faserverbundbauteils an einem Fahrzeug, aber auch sonstige Frequenzübertragungen, die einen Einfluss auf die Erfassung des Prüfsignals haben verstanden werden.
  • Für eine genaue Signalanalyse sollten beim Versetzen des Bauteils in eine Prüfschwingung die Eigenfrequenzen der Umgebung außerhalb des Messbereichs (Frequenzbereich) des Sensormoduls liegen. Insbesondere wenn der Beschleunigungssensor einen Hoch- oder Tiefpassfilter besitzt. Dies kann beispielsweise durch eine Schwingungsisolation erfolgen.
  • Dies gewährleistet, dass bei der Analyse des Frequenzgangs des Beschleunigungssensorsignals keine Frequenzanteile durch Eigenschwingung der Umgebung überlagert sind.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm gemäß der vorliegenden Erfindung gespeichert ist.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Schritte des Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung auszuführen.
  • Figurenliste
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand von Ausführungsformen mit Bezug auf die Figuren erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1a,b schematische Darstellungen eines Prozessschritts während der Herstellung eines Faserverbundbauteils gemäß der vorliegenden Erfindung (Blick ins Werkzeuginnere/ Schnitt durch das Werkzeug);
    • 2 ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung;
    • 3 ein Ablaufdiagramm eines Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 1a zeigt eine schematische Darstellung eines Prozessschritts während der Herstellung eines Faserverbundbauteils 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Darstellung zeigt einen Prozessschritt während der Herstellung in einem Liquid Composite Molding (LCM) Verfahren eines Faserverbundbauteils 2 mit einer in dem Faserverbundbauteil 2 angeordneten Sensorvorrichtung 1 mit einem flexiblen Schaltungsträger 3 bzw. einem Sensormodul 4. Der Prozessschritt stellt den Schmelzefluss (Matrixfluss bzw. Harzfluss) zu einem frühen Zeitpunkt nach der Harzinjektion 10 dar.
  • Der obere Teil der dargestellten Ansicht ist eine Draufsicht auf das Werkzeug 30 (Blick ins Werkzeuginnere/ Schnitt durch das Werkzeug). Der untere Teil ist eine Seitenansicht auf das Werkzeug 30 in der Schnittachse A - A.
  • Neben den Ansichten auf das Werkzeug 30 ist schematisch ein Signalverlauf 6 der Sensorvorrichtung 1 bzw. der von dem Sensormodul 4 erfassten Beschleunigung im Zeitbereich aufgetragen. Die im Zeitbereich erfasste Beschleunigung 6 wird im Rahmen des Process Monitorings bzw. der Prozessoptimierung zur Spektralanalyse in den Frequenzbereich 7 überführt. In 1a ist dies anhand der Darstellung der Hüllkurven 7 der Frequenzanteile des erfassten Signalverlaufs 6 dargestellt.
  • Die Signalverläufe im Zeitbereich 6 und im Frequenzbereich 7 dargestellt mittels der durchgezogenen Linie repräsentiert den Signalverlauf, der kurz vor der Ankunft der Schmelze 10 an der Sensorvorrichtung 1 bzw. dem Sensormodul 4 erfasst wurde.
  • 1b zeigt eine schematische Darstellung eines Prozessschritts während der Herstellung eines Faserverbundbauteils 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Prozessschritt stellt den Zeitpunkt unmittelbar bei Ankunft des Schmelzeflusses (Matrixflusses bzw. Harzflusses) 10 an dem Sensormodul 4 dar.
  • Der obere Teil der dargestellten Ansicht ist eine Draufsicht auf das Werkzeug 30. Der untere Teil ist eine Seitenansicht auf das Werkzeug 30 in der Schnittachse A - A.
  • Neben den Ansichten auf das Werkzeug 30 ist schematisch ein Signalverlauf 6 der Sensorvorrichtung 1 bzw. der von dem Sensormodul 4 erfassten Beschleunigung im Zeitbereich aufgetragen. Die im Zeitbereich erfasste Beschleunigung wird im Rahmen des Process Monitorings bzw. der Prozessoptimierung zur Spektralanalyse in den Frequenzbereich überführt. In 1b ist diese anhand der Darstellung der Hüllkurven 7 der Frequenzanteile des erfassten Signalverlaufs 6 dargestellt.
  • Die Signalverläufe im Zeitbereich 6 und im Frequenzbereich 7 dargestellt mittels der gestrichelten Linie repräsentiert den Signalverlauf, der unmittelbar bei Ankunft der Schmelze 10 an der Sensorvorrichtung 1 bzw. dem Sensormodul 4 erfasst wurde.
  • Aus den Darstellungen ist leicht ersichtlich, dass die Repräsentation im Frequenzbereich deutlich mehr und deutlich eindeutigere Bewertungen des Sensorsignalverlaufs zulassen. Als der Signalverlauf im Zeitbereich.
  • Das Verfahren weist den Vorteil auf, dass durch die Analyse der erfassten Beschleunigung bzw. des Sensorsignals 7 im Frequenzbereich, d. h. nach der Spektralanalyse, Merkmale des Sensorsignals im Vergleich zum dem Signal im Zeitbereich 6 besser sichtbar bzw. überhaupt sichtbar werden.
  • So können Prozesszustände bzw. Prozessparameter leichter abgeleitet werden. Die Bewertung der abgeleiteten Prozessparameter kann zu deren Optimierung (Prozessoptimierung) eingesetzt werden.
  • 2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens 200 gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Herstellungsverfahren 200 ist zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 2, in dem eine Sensorvorrichtung 1 mit einem flexiblen Schaltungsträger 3 bzw. einem Sensormodul 4 angeordnet bzw. integriert ist, geeignet.
  • Das Verfahren 200 umfasst die nachfolgende und in 2 dargestellten Schritte 201 bis 205.
  • In Schritt 201 wird ein Werkzeug 30 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 2 mit Textilfasern oder textilem Halbzeug (Textillagen) und der Sensorvorrichtung 1 beschickt.
  • In Schritt 202 werden das beschickte Werkzeug 30 verschlossen und die Textillagen und die Sensorvorrichtung 1 komprimiert.
  • Das Verschließen des Werkzeugs 30 kann luftdicht erfolgen.
  • In Schritt 203 wird eine flüssige Matrix 10 in das verschlossene Werkzeug 30 zur Herstellung des Faserverbundbauteils 2 eingeleitet.
  • Die Matrix 10 kann ein Harz sein. Das Harz kann ein Reinharz sein.
  • In Schritt 204 wird eine Beschleunigung 6 in Bezug auf das Einleiten in 203 und/oder das Schließen des Werkzeugs 302 mittels der Sensorvorrichtung 1 bzw. des Sensormoduls 4 der Sensorvorrichtung 1 erfasst.
  • Die Erfassung 204 kann in Echtzeit erfolgen.
  • In Schritt 205 werden die Prozessparameter des Herstellungsverfahrens 300 in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung 6 abgeleitet, bewertet. Die Ableitung und Bewertung erfolgt dabei anhand einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung 6 im Frequenzbereich 7.
  • Die Schritte des Beschickens 201, Verschließens 202 und Einleitens 203 haben eine zwingende Reihenfolge, die der aufgeführten Reihenfolge entspricht. Die Schritte des Erfassens 204 und Ableitens, Bewertens und Optimierens 205 können parallel zu den übrigen Schritten 201 bis 203 des Verfahrens 200 erfolgen. Diese Schritte 204, 205 können während des Herstellungsverfahrens 200 mehrfach bzw. regelmäßig bzw. dauerhaft bzw. durchgehend erfolgen.
  • 3 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Prüfverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • Das Prüfverfahren 300 kann während des Aushärtens im Werkzeug 30 im Rahmen der Herstellung eines Faserverbundbauteils 2 gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgen. Das Faserverbundbauteil 2 weist eine Sensorvorrichtung 1 mit einem oder mehreren flexiblen Schaltungsträgern 3 bzw. einem oder mehreren Sensormodulen 4 auf. Das Faserverbundbauteil 2 kann nach dem Herstellungsverfahren 200 gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sein bzw. hergestellt werden.
  • In Schritt 301 wird eine Beschleunigung 6 mittels der Sensorvorrichtung 1 bzw. des Sensormoduls 4 der Sensorvorrichtung 1 erfasst.
  • Der Schritt des Erfassens 301 kann in Reaktion auf ein Aufbringen eines vorbestimmten Impulses auf das zu prüfende Faserverbundbauteil 2 bzw. auf ein Werkzeug 30 zur Herstellung eines Faserverbundbauteils 2 aufweisend das zu prüfende Faserverbundbauteil 2 erfolgen.
  • In Schritt 302 wird ein Aushärtungsgrad des zu prüfenden Faserverbundbauteils 2 in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung 6 bestimmt. Die Bestimmung des Aushärtungsgrads erfolgt dabei anhand einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung 6 im Frequenzbereich 7.
  • 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
    • WO 2018/069066 A1 [0002]
    • DE 102016220032 A1 [0005]

Claims (12)

  1. Verfahren (200) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (2), wobei in dem Faserverbundbauteil (2) eine Sensorvorrichtung (1) mit einem flexiblen Schaltungsträger (3) und/oder einem Sensormodul (4), insbesondere einem mikromechanischen Beschleunigungssensormodul, integriert ist, mit den Schritten: - Beschicken (201) eines Werkzeugs (30) zur Herstellung des Faserverbundbauteils (2) mit Textillagen und der Sensorvorrichtung (1); - Schließen (202), insbesondere luftdichtes Verschließen, des beschickten Werkzeugs (30) und Komprimieren der Textillagen und der Sensorvorrichtung (1); - Einleiten (203) einer flüssigen Matrix, insbesondere eines Harzes, insbesondere eines Reinharzes, in das verschlossene Werkzeug (30) und Imprägnierung des Textils zur Herstellung des Faserverbundbauteils (2); - Erfassen (204), insbesondere in Echtzeit, einer Beschleunigung in Bezug auf einen Herstellungsschritt, insbesondere auf das Verschließen (202) des Werkzeugs (30) und/oder das Einleiten (203) mittels der Sensorvorrichtung (1) und/oder des Sensormoduls (4) der Sensorvorrichtung (1); - Ableiten und/oder Bewerten (205) eines Prozesszustands und/odereines Prozessparameters des Herstellungsverfahrens in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Ableitens und/oder Bewertens (205) das Ableiten und/oder das Bewerten anhand einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich, insbesondere im diskreten Frequenzbereich, durchgeführt wird.
  2. Verfahren (200) nach Anspruch 1 mit dem zusätzlichen Schritt des Öffnens des Werkzeugs (30) nach dem Schritt des Einleitens (203), wobei die Schritte des Erfassens (204) und des Ableitens und/oder Bewertens (205) auch in Bezug auf das Imprägnieren der Textillagen und/oder das Öffnen erfolgen.
  3. Verfahren (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt des Ableitens und/oder Bewertens ein Zero-Padding im Zeitbereich erfolgt.
  4. Faserverbundbauteil (2), aufweisend eine Sensorvorrichtung (1) mit einem flexiblen Schaltungsträger (3) und/oder einem Sensormodul (4), insbesondere einem mikromechanischen Beschleunigungssensormodul, herstellt mittels einem Verfahren (200) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
  5. Verfahren (300) zur Prüfung eines Faserverbundbauteils (2), insbesondere gemäß Anspruch 4, insbesondere während des Aushärtens bei der Herstellung des zu prüfenden Faserverbundbauteils (2), insbesondere gemäß einem Herstellungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei in dem Faserverbundbauteil eine Sensorvorrichtung (1) mit einem flexiblen Schaltungsträger (3) und/oder einem Sensormodul (4), insbesondere einem mikromechanischen Beschleunigungsmodul, integriert ist, mit den Schritten: Erfassen (301) einer Beschleunigung (6), insbesondere in Reaktion auf ein Aufbringen eines vorbestimmten Impulses auf das zu prüfende Faserverbundbauteil und/oder ein Werkzeug (30) zur Herstellung eines Faserverbundbauteils aufweisend das zu prüfende Faserverbundbauteil (2), mittels der Sensorvorrichtung (1) und/oder des Sensormoduls (4) der Sensorvorrichtung (1); Bestimmen (302) eines Aushärtungsgrads des zu prüfenden Faserverbundbauteils (2) in Abhängigkeit von der erfassten Beschleunigung (6) dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt des Bestimmens (302) die Bestimmung des Aushärtungsgrads in Abhängigkeit von einer Spektralanalyse der erfassten Beschleunigung im Frequenzbereich (7), insbesondere im diskreten Frequenzbereich, durchgeführt wird.
  6. Verfahren (300) nach Anspruch 5, mit dem Schritt des Vergleichens der erfassten Beschleunigung (6) mit einer Referenzbeschleunigung im Frequenzbereich (7) und wobei im Schritt des Bestimmens (402) der Aushärtungsgrad in Abhängigkeit von dem Vergleich bestimmt wird.
  7. Verfahren (300) nach Anspruch 6, wobei im Schritt des Vergleichens die erfasste Beschleunigung und das Referenzsignal im Frequenzbereich nur einseitig betrachtet werden.
  8. Verfahren (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 7, mit einem Schritt des Bestimmens des Zustands und/oder der Zustandsänderung des Faserverbundbauteils, wobei im Schritt des Bestimmens die Bestimmung in Abhängigkeit von signifikanten Änderungen der Charakteristik des Frequenzspektrums erfolgt.
  9. Verfahren (300) Nach einem der Ansprüche 5 bis 8, wobei die erfasste Beschleunigung innerhalb eines betrachteten Messbereichs der Sensorvorrichtung liegt und abhängig von einer Eigenfrequenz der Umgebung des Faserverbundbauteils ist.
  10. Computerprogramm, das dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 auszuführen.
  11. Maschinenlesbares Speichermedium, auf dem ein Computerprogramm nach Anspruch 10 gespeichert ist.
  12. Vorrichtung, die dazu eingerichtet ist, die Schritte des Verfahrens (300) nach einem der Ansprüche 5 bis 9 auszuführen.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018221010A1 (de) * 2018-12-05 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Herstellungsverfahren für ein Faserverbundbauteil, Faserverbundbauteil, Prüfverfahren für ein Faserverbundbauteil, Computerprogramm, maschinenlesbares Speichermedium und Vorrichtung
DE102018221016A1 (de) * 2018-12-05 2020-06-10 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Prüfung eines Faserverbundbauteils, Vorrichtung, Computerprogramm und maschinenlesbares Speichermedium
EP3760418B1 (de) * 2019-07-03 2022-06-01 Airbus Operations, S.L.U. System zur überwachung des harzflusses
CN113704866B (zh) * 2021-07-16 2023-10-13 江铃汽车股份有限公司 基于频率响应的保险杠系统强度分析方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5142151A (en) * 1989-11-17 1992-08-25 Allied-Signal Inc. Method for measuring degree of cure of resin in a composite material and process for making the same
JP3615161B2 (ja) * 2001-07-09 2005-01-26 櫻護謨株式会社 光硬化性中空構造物及びその硬化方法
EP1947130B1 (de) * 2005-09-22 2011-12-07 Toho Tenax Co., Ltd. Harzzusammensetzung für die strahlenhärtung und prepreg
JP4185939B2 (ja) * 2006-03-15 2008-11-26 オムロン株式会社 紫外線硬化樹脂の状態推定方法
DE102006035274B4 (de) 2006-07-31 2008-07-03 Technische Universität Dresden Faserverbundbauteil mit einer Sensor- und Anzeigeeinheit
DE102009056895A1 (de) * 2009-12-10 2011-06-16 Eads Deutschland Gmbh Verfahren zur Erfassung von Messgrößen in einem FVK-Bauteil
DE102016220032A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Sensorvorrichtung für ein Fahrzeug, Kraftfahrzeug
DE102016220068A1 (de) 2016-10-14 2018-04-19 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Anordnen einer Anzahl von mikromechanischem Beschleunigungssensoren auf oder in ein Kunststoffbauteil und entsprechendes Kunststoffbauteil
CN109367056B (zh) * 2018-12-07 2024-01-26 中南大学 一种树脂基碳纤维复合材料的自动控制加热固化装置

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