EP3642020A1 - Method and device for inspecting a joining surface - Google Patents

Method and device for inspecting a joining surface

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Publication number
EP3642020A1
EP3642020A1 EP18724838.0A EP18724838A EP3642020A1 EP 3642020 A1 EP3642020 A1 EP 3642020A1 EP 18724838 A EP18724838 A EP 18724838A EP 3642020 A1 EP3642020 A1 EP 3642020A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
adhesive
joining surface
sheet
test
adhesive primer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP18724838.0A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lennert HEILMANN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
Original Assignee
Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Filing date
Publication date
Application filed by Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV filed Critical Deutsches Zentrum fuer Luft und Raumfahrt eV
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Pending legal-status Critical Current

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    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/0058Kind of property studied
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    • G01N2203/0058Kind of property studied
    • G01N2203/0096Fibre-matrix interaction in composites

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for checking a joining surface of a substrate, wherein a component is to be glued to the joining surface of the substrate by means of an adhesive.
  • the invention also relates to a method of bonding a substrate to such a device using the verification method.
  • Fiber composite materials consist mainly of two essential components, namely a fiber material and a matrix material.
  • the fiber material is usually brought into the corresponding later component form and then cured the matrix material infused into the fiber material. Curing takes place in the vast majority of cases by temperature and possibly pressurization.
  • the load-bearing fibers of the fiber material are forced in their predetermined direction and form together with the hardened matrix material an integral unit for load transfer.
  • fiber composite components have some disadvantages in the production compared to isotropic materials, since the component form of a fiber composite component is usually formed by appropriate molds, which represent a kind Negativab- pressure of the later component form.
  • complex fiber composite components made of different components which are either made of fiber composite materials or composed of isotropic materials, to be glued together in order to be able to produce the complex geometry.
  • the repair of fiber composite components can be done in local damage by gluing repair patches by first removed at the damaged site, the fiber material and matrix material of the fiber composite material and so the damaged area is prepared and then a repair patch is glued, which is glued into the resulting space and fill it up again.
  • Such bonding in which at least one of the joining partners is a fiber composite component made of a fiber composite material, is not entirely uncritical with regard to certification and validation.
  • high standards have to be set for such an adhesive bond in order to meet the safety requirements, especially with regard to safety-critical components.
  • the particular challenge here is that a non-destructive testing of bonds or glued joints is only possible to a limited extent. At present there is no non-destructive testing method with which the bonding strength of bonds can be demonstrated.
  • US Pat. No. 7,736,452 B2 discloses a method for non-destructive testing of an adhesive bond in the repair of fiber composite components, in which case the adhesive bond is checked indirectly.
  • the damaged area on the fiber composite component is repaired in a first step and a corresponding glued repair patch is used.
  • a test patch which has the same properties and the same material as the repair patch, adhered and loaded after curing of the adhesive bond with a corresponding force. If the test patch withstands the applied force, the durability of the repaired point is assumed.
  • the object is achieved with the method for checking a joining surface according to claim 1, the method for bonding components according to claim 12 and a device according to claim 16 according to the invention.
  • a method for checking a joining surface of a substrate wherein one or more components are to be glued to the joining surface of the substrate by means of an adhesive material or adhesive.
  • the substrate may be a fiber composite component of a fiber composite material, wherein the fiber composite component may be made of a fiber composite material.
  • a fiber composite material generically comprises a fiber material and a matrix material.
  • such a fiber composite material contain other components or materials that are application-specific.
  • the substrate may, however, also be another material, in particular isotropic material, such as, for example, a polymer material, metal material, organic materials and / or inorganic materials.
  • duromers epoxies, unsaturated polyesters, vinyl esters, phenolic resins
  • elastomers rubber, polysulphides, silicones, polyurethanes
  • thermoplastics Polyetherketonke- ton, polyamide, polyester, etc.
  • metal materials or alloys are in particular steel, aluminum, titanium, magnesium, non-ferrous metals, etc. into consideration.
  • bones, wood and teeth can be used as organic materials.
  • inorganic materials in particular glass, cement, ceramics, rocks are conceivable.
  • the substrate may not be a fiber composite component made of a fiber composite material.
  • a component may consist of the same material as the substrate or have such a material. However, it is also conceivable that the component consists of another material, as mentioned above, or has such a material.
  • One conceivable combination which is frequently encountered in civil aviation is a substrate made of a fiber composite material onto which a component made of a metal material is to be glued.
  • the component may also be a material which inherently contains an adhesive material, such as, for example, surface coatings, sealants or lacquers. It is conceivable in particular that a prepreg (preimpregnated fiber material of a fiber composite material) is placed directly on the adhesive primer and cured, in which case the matrix material of the prepreg forms the property of an adhesive.
  • an adhesive primer is a material that is usually applied to the joining surface in preparation for an adhesive bond to be produced. After curing of an adhesive primer, the adhesive would be applied to the adhesive primer, so that the adhesive primer is a link between the joining surface of the component on the one hand and the adhesive on the other.
  • An adhesive primer (also called a primer) serves to prepare the joining surface for subsequent bonding. In the context of the present invention, such an adhesive primer may also be those matrix materials that are part of a fiber composite material.
  • the adhesive primer may be the matrix material from which the fiber composite component is made or that matrix material which is part of the fiber composite material from which the repair patch is made.
  • the adhesive primer may also be that material which is to form the later adhesive layer.
  • the adhesive primer and the adhesive, which is to adhere the later component to the fiber composite component can be the same material.
  • the sheet-like test textile further contains a fiber material, which is preferably made of textile or non-textile raw materials and which has preferably been processed from linear structures to a sheet-like structure.
  • the fiber material of the sheet-like test textile can have a non-rigid state in the uncured state of the adhesive primer.
  • These may be, in particular, fiber materials which are also used for the production of fiber composite components and thus are part of fiber composite materials. It is also conceivable, however, for the fiber material to be, for example, a metallic material, which in principle is not limp, but deforms under a tensile and / or compressive load.
  • the sheet-like test textile is generally provided in such a way that the fiber material of the sheet-like test fabric is already impregnated with the adhesive primer and is therefore immediately available for the subsequent steps. It is also conceivable, however, for the fiber material and adhesive primer to be provided separately and then joined together during the further process steps still to be discussed.
  • the sheet-like test textile is now applied to at least a part of the joining surface of the substrate, so that the adhesive primer of the sheet-like test fabric contacts the joining surface of the substrate.
  • the joining surface in other words, is thus by the adhesive primer of the sheet-like test textile wetted or occupied.
  • the adhesive primer and the fiber material are applied to the substrate in one step. If both components are present separately, either the adhesive primer and then the fiber material of the test textile are applied first or the fiber material of the test textile is first applied and then the adhesive primer is applied to the fiber material. In the second case, the adhesive primer infused into the fiber material of the test fabric and then forms the boundary layer between fiber material and joining surface.
  • the adhesive primer of the sheet-like test fabric is cured to cohesively connect the sheet-like test fabric to the substrate in the region of the joint surface by means of the adhesive primer.
  • the curing of the adhesive primer can thus take place, for example, at room temperature or at a corresponding temperature and if appropriate pressurization.
  • the primer is activated by the corresponding specific carrier, which activates the curing process and partially or completely hardens, ie consolidates, the adhesive primer.
  • the sheet-like test textile was firmly bonded or glued to the substrate in the region of the joining surface by means of the adhesive primer.
  • the sheet-like test fabric is pulled off the joining surface, preferably such that a force is exerted on the test fabric substantially orthogonal to the joining surface and in the direction away from the joining surface. Then, the joining surface by a qualitative evaluation of the fracture pattern or by a quantitative assessment of the removal of the sheet-like
  • Test textile determined peel force are checked.
  • the peel force can be removed over time and / or over the path or test path, whereby a Abziehkraftverlauf is formed over time and / or over the path.
  • the review In this case, the fracture pattern means that either the joining surface of the component or the test textile or both is examined.
  • the primer is separated from the substrate, whereby the poor pretreatment of the joining surface is detected.
  • Correct surface pretreatment results in cohesive material separation within the primer, typically breaking up chemical chains in the adhesive primer, creating a clean surface with high surface energy. Due to the geometrical certainty of the textile, a uniform and defined surface topology is formed at the same time, which represents an optimal substrate for the subsequent bonding. Such a surface is guaranteed to be free from contamination, to prepare and pretreat the joining surface free of the "human factor" and to guarantee adhesion .
  • the subsequent joining process with application of the adhesive to the primer therefore takes place under maximum process reliability, since the condition of the joining surface is known.
  • the adhesive primer adheres uniformly and as a rule over the entire surface of the substrate and indicates a correct bonding of the primer to the substrate.
  • the breakage during removal of the sheet-like textile takes place cohesively in the primer, so that the interface with the substrate withstands the applied load.
  • the joining surface corresponds to the qualitative requirement for the bond.
  • the fracture pattern has areas in which the primer on the joining surface is no longer present in parts, then the primer does not adhere to the entire surface of the joint surface, which may either be due to inadequate adhesion of the primer to the joint surface or because of the Subjacent substrate showed even more damage that were torn when tearing the test fabric with.
  • the quality of the joining surface was insufficient for subsequent bonding, which was shown by the fracture pattern. of the both on the joining surface as well as on the withdrawn scholaril with the naked eye can be seen.
  • There is no need for interpretation or mental activity in the evaluation of the fracture pattern since even the simple determination of uniformity of the fracture pattern is sufficient to assume a high-quality joining surface.
  • a non-uniform fracture pattern which in particular has damage in the fracture surface, it is to be assumed that the bonding surface is insufficient or not perfect for subsequent bonding.
  • the evaluation of the joining surface can also be performed quantitatively by determining the peel force during the removal of the sheet-like test fabric. If this peel force (for example, in relation to force / displacement) is substantially uniform and / or within a desired range and / or above a defined threshold value, then a flawless and permissible joining surface and at the same time flawless mechanical properties can be assumed. However, if the peel-off force has irregularities that show up in significant force peaks, and / or if the peel force is wholly or partially below the defined peel force, an insufficient quality of the joint surface is to be assumed (deflections of less than 30% or less than 20%). the average value is considered regular, depending on the adhesive primer).
  • peel force peaks in a peel force curve are those areas in which the adhesive primer was not cohesively broken within the primer, but where the adhesive primer did not adhere to the joining surface or where parts of the substrate of the joining surface were torn.
  • the maximum peel force that can occur is defined by the textile texture and the cohesive breaking strength of the adhesive primer in the desired state. If errors occur, then the peel force at the appropriate location is always less than the maximum peel force that will occur with a purely cohesive-refracting adhesive primer. In these areas, the peel force falls below a predetermined threshold (eg below the maximum peel force minus tolerance), which is immediately recognizable and suggests an insufficient joining surface. If the peel force is below the threshold value over the entire test path, a defect of the adhesive primer must be assumed.
  • a predetermined threshold eg below the maximum peel force minus tolerance
  • test textile can be arranged as a test specimen, for example, on an additional adhesive primer next to the repair site, which is then removed at a later time after use.
  • the present invention allows the adhesive primer in film and / or film form to be applied to the substrate, so that restrictions such as particle size or viscosity of the adhesive primer play only a minor role.
  • the bonding of the adhesive primer to the substrate can be mechanically checked over the entire surface in the course of the activation process.
  • the present invention allows a virtually unlimited storage of the substrate before further processing, since the application of the adhesive primer and the activation are temporally decoupled. Activation takes place by removing the test fabric.
  • the adhesive primer Depending on the adhesive primer, different curing mechanisms may come into play. For example, chemical reactions such as polyreactions (polyaddition, polycondensation, chain polymerization), physical reactions (Solidification, evaporation, sol-gel process) or the adhesion by pressurization conceivable. In general, the curing under defined conditions such as temperature or pressure / vacuum or under adhesive-specific conditions (eg UV radiation) take place. Furthermore, hardening of the adhesive primer will result in firm adhesion to the substrate.
  • the fiber material of the test textile may be embedded in the adhesive primer, so that below and above the fiber material is the adhesive primer.
  • the fiber material rests on the adhesive primer, so that there is no adhesive priming above the fiber material of the test textile.
  • the joining surface created after peeling off the test fabric may be characterized by raised areas and depressions.
  • the recesses represent the fiber prints, while the raised areas represent the open areas of the fiber material of the test fabric.
  • the elevations can serve as spacers.
  • adherence to a defined adhesive layer thickness is very important. This is usually realized by spacers in the adhesive or on the component. These ensure that the components can only be approximated to a defined degree. However, these spacers are usually a weak point in the bond because they cause a stress concentration under mechanical stress.
  • the raised areas, which can be formed by the fiber material impressions, can serve as spacers, since the adhesive is removed from the cavities. gene of fiber prints can not be completely squeezed out. However, they are not foreign bodies but part of the adhesive primer remaining on the substrate and thus do not generate any stress concentrations.
  • the fibrous material of the surface-shaped test textile is an open-pore fibrous material or an open fabric in which parallel fibers of the fibrous material do not contact each other directly.
  • the adhesive primer is embedded in the resulting interstices of the fiber material, whereby a cohesive break in the primer between the individual fibers of the fiber material can be effected.
  • the pore size in particular affects the peel force and the resolution of the method with respect to the fracture pattern.
  • the porosity of the textile also determines which fraction of the fracture surface is cohesively fractured and which fraction has an imprint of the fibers or of the material of the textile. The appropriate choice of porosity ultimately determines the percentage of free space of the fabric.
  • the fracture pattern between the cured adhesive primer and the sheet-like test textile is recorded by means of a camera, wherein a uniform or non-uniform fracture pattern can then be determined automatically by means of an image evaluation unit from the recorded image data.
  • a uniform or non-uniform fracture pattern can then be determined automatically by means of an image evaluation unit from the recorded image data.
  • either the joining surface or the area-shaped test textile are torn off after tearing off or both together with the aid of the camera in order to obtain an image of the breakage pattern after tearing off the flat test fabric.
  • the image evaluation unit can then be used to determine whether the fracture pattern is uniform, ie whether the adhesive primer has been cohesively cracked cleanly and without defects, or if the fracture pattern is uneven and contains corresponding imperfections where the adhesive primer does not adhere properly to the joint surface.
  • a color is selected for the adhesive primer in order to achieve the greatest possible contrast between the color of the joining surface of the substrate and the color of the adhesive. to obtain primer.
  • the highest possible contrast makes it easier to identify and identify defects within the fracture pattern.
  • the color can also be chosen such that it has been selected as a function of the color of the test textile or of the fiber material of the sheet-like test textile in order to be able to better recognize irregularities or defects in the rupture pattern on the sheet-like test textile.
  • the peel force is determined during the removal of the sheet-like test fabric by means of a force sensor, wherein a uniform or non-uniform force profile can be determined by means of a force evaluation unit from the determined peel force.
  • a uniform or non-uniform force profile can be determined by means of a force evaluation unit from the determined peel force.
  • This also makes it possible to automate the process of analyzing or evaluating the fracture pattern.
  • it can be determined with the aid of the force evaluation unit from the determined peel force whether the peel force runs completely or partially below a threshold value, which suggests a faulty joining surface as a quantitative evaluation.
  • the image evaluation unit and the force evaluation unit can thereby run in the form of software modules on a digital computing unit, wherein the computing unit is then signal-technically connected to the camera or the force sensor.
  • the sheet-like scholartextil is additionally conditioned after curing of the adhesive primer, so as to burden the adhesive primer addition by external influences.
  • the test textile is exposed to a predetermined test temperature over a predetermined period of time and / or is communicated with a medium over a predetermined period of time, with the test fabric being removed only after conditioning.
  • the medium can diffuse through the thin film in a short time in the boundary layer, so that critical scenarios for the connection can be generated and tested with. This makes it possible to draw conclusions about the stress on the bond during real operation, so that a further examination can be realized as merely a mere check of the joining surface.
  • the (exposed) adhesive primer of the test textile is brought into contact with the medium and conditioned.
  • test fabric When the test fabric is peeled off, the test fabric leaves an imprint in the surface of the broken adhesive primer. As a result, on the one hand the surface is increased, which is advantageous for a later gluing process. On the other hand, this provides a mechanical anchoring (positive connection) between adhesive primer and adhesive, which is also advantageous in terms of strength.
  • a test textile is provided whose fiber material is designed such that the impression of the fibers of the fiber material remaining in the adhesive primer has undercuts after removal.
  • a test textile is provided whose fiber material has an equidistant grid, whereby the impression remaining on the surface of the primer has a defined grid. This facilitates the optical evaluation and quantification of any errors, since a kind of measuring grid is imprinted in the surface.
  • the entire surface of the adhesive base is completely cohesively broken. In this case, the adhesive forces between the fiber material of the test textile and primer must be greater than the forces that are necessary for a cohesive refraction of the primer. In such a case, the test textile leaves a completely cohesively broken surface.
  • the fiber material of the test textile can be pretreated mechanically, physically and / or chemically in order to roughen it (to set a surface state which is advantageous for the formation of adhesion forces) and thus to increase the adhesion forces of the primer to the fiber material.
  • a mechanical pre-treatment would be: blasting, grinding, for a physical pretreatment: plasma treatment, corona treatment, flaming.
  • a chemical pretreatment would be: etching, fluorination, coating, treatment with acids or alkalis or other substances which change the surface.
  • the roughening of the fiber material additionally increases the free surface of the primer, which allows an even better adhesion of the adhesive film.
  • the fibers of the fiber material can also be provided with a special coating which serves as a bonding agent.
  • This coating can remain on the surface of the primer in the area of the fiber prints after the test textile has been removed and can perform functional tasks in the subsequent bonding or, for example, improve the adhesion to the adhesive or, for example, act as a crack stopper for the subsequent adhesive layer.
  • the adhesive base can first be completely cured before the sheet-like scholartextil is removed.
  • the test textile can remain on the joining surface of the substrate until further processing of the substrate and thus protect the joining surface from contamination. It is also conceivable that the adhesive primer is only partially cured before the test fabric is removed.
  • the adhesive primer can improve the likelihood of a cleanly cohesively broken surface after stripping and residual reactivity of the adhesive primer can result in better bonding to the subsequently applied adhesive.
  • the cohesive breakage of the adhesive primer produces a reactive surface with high surface energy, which adhere better to later adhered components.
  • Spacers may be used to achieve a defined layer thickness of the remaining adhesive primer.
  • the fibers of the fiber material or the fiber material itself represent the spacers.
  • the test textile has additional spacers in order to achieve a predetermined layer thickness of the adhesive primer remaining on the substrate.
  • spacers may be integrated into the fibrous material or may be part of the adhesive primer between substrate and fibrous material of the test fabric.
  • spacers may be additional sheets, such as thin nonwoven mats, nets, and / or knickers), or a plurality of evenly distributed bodies, such as spheres of defined size. The spacers contained in the adhesive primer remain in the remaining on the substrate adhesive primer.
  • the object is also achieved with the method according to claim 12 for applying a material to a substrate, wherein first the joining surface is checked by means of the previously described method. If the check of the joint surface was positive, i. If there were no irregularities in the fracture pattern or no irregularities in the peel force could be discerned, the material is applied to the adhesive primer remaining after the removal of the sheet-like test fabric.
  • the material can be an adhesive, an adhesive with a component to be joined and / or a coating (such as, for example, paints).
  • the substrate is a fiber composite component, which is produced from a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material.
  • the substrate may also be another material, in particular isotropic material, such as, for example, a polymer material, metal material, organic Materials and / or inorganic materials.
  • a polymer material for example, duromers (epoxies, unsaturated polyesters, vinyl esters, phenolic resins), elastomers (rubber, polysulphides, silicones, polyurethanes), thermoplastics (Polyetherketonke- ton, polyamide, polyester, etc.) can be used.
  • metal materials in particular steel, aluminum, titanium, magnesium, non-ferrous metals, etc. are considered.
  • bones, wood and teeth can be used as organic materials.
  • inorganic materials in particular glass, cement, ceramic, rock or mixtures thereof are conceivable.
  • the substrate may not be a fiber composite component made of a fiber composite material.
  • the material is an adhesive material, wherein a component is joined by means of the applied to the remaining after the removal of the sheet-like scholartextils adhesive primer adhesive material.
  • an adhesive can be applied to the remaining adhesive on the joining surface, which is then subsequently brought into contact with the component and then cured, so as to effect a solid adhesive connection.
  • the adhesive and the component are applied and joined simultaneously, for example when the component is a prepreg in which matrix material has already been infused into a fiber material.
  • the component may, however, also be a material which inherently contains an adhesive material, such as, for example, surface coatings, sealants, prepregs or lacquers.
  • the joining surface can be pretreated for bonding before checking the joining surface, for example by removing damaged material from the fiber composite component by milling or cutting. After the clean pretreatment of the damaged area to be repaired, the joining surface is then checked with the previously described method, and then the component is glued.
  • the component to be joined is a repair patch
  • a reconfiguration patch it is conceivable, for example, that in the fiber composite component in the area of the damaged, to be repaired If a Schftung is introduced, based on the cross section of the Schwarzftung then a corresponding repair patch is made. The sheath is then also checked with the previously described method and, if the check of the joining surface was positive, the repair patch then glued into the Schaftung.
  • the object is also achieved with a device for checking a joining surface of a substrate, in particular a fiber composite component, according to claim 16, wherein the device has a camera and an image evaluation unit and / or a force sensor and a force evaluation and for performing the verification method as described above is trained.
  • the camera and the image evaluation unit serve for the qualitative evaluation
  • the force sensor and the force evaluation unit serve for the quantitative evaluation of the joining surface and of the priming material.
  • FIGS. 1 a-1 c show a possible sequence of the verification method in a schematic representation.
  • first a substrate in the form of a fiber composite component 10 is provided which is constructed from a plurality of layers of fiber material 11.
  • the fiber composite component 10, which is shown here in a cross-section, has a damage 12 which is to be repaired. This damage 12 extends over several fiber layers 1 1.
  • the damaged area 12 of the fiber composite component 10 is removed, in which a shank 13 is introduced into the fiber composite component 10 over a large area.
  • This Schwarzftung 13 to remove the damaged area 12 can be introduced manually or mechanically, which is commonly referred to as surface preparation.
  • the surface pretreatment which can be done for example by means of grinding, blasting or milling. This process can also include cleaning or activation processes (eg by means of plasma).
  • the result of the second step (b) is then a joining surface 14, which is to be introduced later in a repair patch.
  • This joining surface 14 is prepared after step (b) to the extent that the step of bonding can begin. According to the invention, a check of the joining surface 14 is now carried out beforehand in order to ensure the effectiveness of the bond.
  • step (c) a sheet-like test textile 20 is placed on the joining surface 14 of the creation 13, wherein the sheet-like test fabric 20 has a fiber material 21 which is impregnated by an adhesive primer 22.
  • the sheet-like scholartextil can be turned over so as to generate a tab 23 for subsequent removal.
  • a separating film 24 can be provided between the tab 23 and the test textile. It is also conceivable that by means of a release film, as is placed on the fiber composite component 10 in edge regions, a tab is generated, which prevents tethering.
  • the next subsequent step (d) consolidates the test fabric, i. hardened.
  • the test textile 20 is subjected to heat and possibly pressure.
  • the treatment of the applied sheet-like test fabric 20 depends on the manner in which the adhesive primer of the test fabric 20 hardens. If a matrix material which corresponds to the matrix material of the fiber composite component, or which corresponds to the adhesive of the subsequent bonding, is usually applied to the test textile with a corresponding temperature and pressure, as is the case, for example, in a vacuum construction customary for fiber composite technology increased temperature and pressure takes place.
  • the test textile can be conditioned for further testing by applying it to a desired test temperature and possibly to a medium.
  • the medium can be, for example, water or other substances with which the fiber composite component regularly comes into contact.
  • the medium can diffuse into the boundary layer through a thin film in a short period of time. The subsequent check is done under the influence of media and temperature, so that critical scenarios for the connection can be created.
  • the test textile 20 is now removed from the joining surface 14 by means of the tab 23, which can be done manually or by machine.
  • the entire test surface, ie the joining surface 14, can also be covered with a plurality of flat test textiles in a defined width, which are individually peeled off. As a result, a comparable peel force related to the textile width is measured.
  • the take-off angle, the withdrawal speed and the withdrawal direction with regard to the fiber orientation can be defined depending on the requirements.
  • edges of these strips of test fabric are designed so that tearing of the strips is avoided.
  • the strips are thermally sealed at the edge or, for example, have a selvage.
  • the withdrawn test fabric is shown schematically, which contains both parts of the adhesive primer 22, which should actually adhere to the joining surface 14, as well as parts of the fiber composite component 10 in a first region 25, so that in the fracture image in the area 25 an irregularity or gives a flaw.
  • the substrate of the joining surface 14 was not stable enough, so that adhesion of the adhesive primer 22 to the joining surface 14 resulted in greater adhesion than commonly found in the region 25 in the fiber composite component 10. The surface pretreatment was thus not sufficient in the region 25.
  • region 26 by contrast, the adhesive primer 22 did not sufficiently adhere to the joining surface 14, which likewise suggests inadequate surface pretreatment of the joining surface 14. Also in region 26, an irregularity or a defect, which is immediately recognizable to the naked eye, develops in the fracture pattern both in the fiber composite component and in the test textile.
  • the peel force (F) can also be determined when the test fabric 20 is removed and then removed via the test path, as shown in step (g).
  • the areas 25 and 26 correspond to the areas 25 and 26 in step (f), where the fracture pattern has corresponding defects. In these areas, the peel force drops abruptly, resulting in a lack of adhesion of the adhesive primer or the fiber composite material of the fiber composite component. Again, it can be assumed by deviations from a uniform peel force of corresponding defects.
  • FIG. 2 shows the repair of the fiber composite component 10 shown in FIGS. 1a-1c.
  • a portion of the adhesive primer 22 remains on the joining surface 14 of the fiber composite component 10.
  • the corresponding adhesive 27 is then applied for repair, and then then the repair patch 28 in the Häftung is introduced.
  • the repair patch 28 may be, for example, also a fiber composite material.
  • the adhesive layer 27 can be introduced simultaneously with the repair patch 28 in the form of a pre-preg.
  • an outlet of the test textile 20 and / or an outlet of the adhesive 27 with a test fabric can be arranged in a secondary test area 29. Over this the connection of the adhesive to the primer can be checked.
  • this area can be used for a long-term test of the connection of the primer to the fiber composite component and the adhesive to the primer.
  • the test fabric remains in the appropriate material (primer or adhesive) and will be deducted at a later date.
  • the secondary test area can be painted over so that it has no influence visually and aerodynamically.
  • the binding of the adhesive 27 to the repair patch 28 is checked with the aid of the test textile.
  • a release film is placed under the desired area, provided the adhesive with the sketchtextil and applied over the repair patch. After the repair patch has cured, the area is separated from the component by the release liner. Subsequently, the test fabric is subtracted from the separated area, whereby the interface of adhesive is loaded to the overlying repair layers and thus checked.
  • all interfaces of the connection system namely component primer, primer adhesive and adhesive repair patch can be tested.
  • the connection of the adhesive 27 to the material of the repair patch 28 is checked with the aid of the test textile.
  • test specimens in the secondary test area 29 can be tested either directly after the repair (or after any conditioning has taken place), or only at a later time to perform a long-term test. Before carrying out the long-term test, the test sections can also be conditioned. The test specimens in the secondary region 29 may be directly connected to the actual bond or separated therefrom by an interruption / gap. For process control during component production or bonding, accompanying samples can be manufactured with a control connection, which serves to validate the process and the correct adhesive connection to the components.
  • a test connection is established in addition to the regular joining partners, as shown in Figure 3.
  • a first test body 31 and a second test body 32 is used, wherein a first sketchtextil 33 and the second test body 32, a second sketchtextil 34 is arranged on the first test body 31.
  • the first and the second test specimens are now joined together using their two test textiles, wherein a release film 35 is disposed between the two test textiles.
  • a regular gluing of both the actual component to be produced and the test connection 30 is carried out, so that the control gluing is carried out together with the actual component gluing in one process step.
  • both test specimens can be checked by a qualitative and / or quantitative evaluation of their joining surface, the result of this test being representative of the joining process of the finished component joining.
  • test connection 30 is not a control production, but the component connection to be produced, in a first step joining the two joining partners as in the test connection and then subsequently the test textile of both joining partners 31 and 32 is subtracted. If both fracture patterns of the peeled joining surface or the test fabric are without result, then in a next step, the two joining partners can be glued together using an adhesive layer.
  • the test textile has the requirement, when tearing off a defined high force on the adhesive primer or To transfer the joining surface and leave a thin primer layer whose surface is clean and suitable for a subsequent gluing process. In order to manually tear off the test textile from the surface with little effort, the removal can be carried out in narrow strips of defined width as described above. The requirements placed on the test textile are achieved by using a fabric which has an open structure.
  • the architecture of the test fabric (type of binding, cross-sectional structure, thread design, monofilament / multifilament, thread thickness, free cross-sectional area, etc.) can be used to determine parameters such as the height of the test load or test voltage (is the voltage with which the respective interface is loaded). , The amount of peel force (the force needed to peel off the fabric), resolutions for any defects, area fraction of the cohesive fracture, layer thickness of the residual primer, and surface topology of the primer layer produced.
  • the test textile can in principle consist of all materials. Examples are plastics, natural materials or metals.
  • the respective material is processed into a fabric, which may be a textile in the conventional sense, for example a woven or knitted fabric. But also fabrics such as expanded metal or grid or networks are conceivable.
  • test textile may in principle be preimpregnated with primers or may be dry and soaked in situ during application by applying adhesive or primer to the test fabric.
  • both test specimens can be uncured before the control bonding and cured with the test textile in this process. Furthermore, one of the test specimens may be uncured and the other consolidated before the control bonding. Finally, both test specimens can be cured.
  • Figure 4 shows schematically the process of tearing off an open fabric of monofilament yarns of round cross-section.
  • topography of the generated surface is adjustable by the property of the test textile or by the shape of the fiber material.
  • an angular cross section of the fiber material with undercuts can be used to produce a relatively uniform thin primer layer.
  • an arithmetic unit 40 may be provided which is connected to a camera 41 and / or a force sensor 42, as shown schematically in greatly simplified form in FIG.
  • the camera 41 takes on the fracture surface of the cohesively refrained primer, with the aid of an image analysis on the arithmetic unit 40 corresponding irregularities and non-full-surface adhesion of the primer 22 can be detected on the component. If the removal of the test textile is automated with a device, the force F can be detected with the aid of the sensor 42. By analyzing the force curve, the surface can then be checked as described above.
  • the method according to the invention makes it possible to carry out the checking of the joining surface in a position-independent and / or position-independent manner. After checking for defects and determining a defect-free surface, the method according to the invention produces a clean, defined surface on which it can be glued directly afterwards. The surface quality, however, unlike conventional repair processes, is not human dependent. Moreover, the method according to the invention makes it possible to fix the condition of the pretreated joining surface. The adhesive application therefore does not have to take place immediately after completion of the surface pretreatment. Thus, a repair process can be made more flexible in terms of time.
  • adhesive primer adhesive
  • the adhesive primer is color matched so that it is well visible from the substrate with the test fabric and can easily detect defects.
  • the primer may be formulated so that its property changes during the later curing of the adhesive film and assumes the desired end property. This corresponds to an annealing step during the adhesive film curing at elevated temperature. So it is possible, for example, that the primer still has a residual reactivity after curing of the test fabric, so is not fully reacted, and thus crosslinked in the following bonding process with the adhesive and thus enters into particularly strong chemical bonds.
  • the textile is not provided with additional coatings, such as release agents, which could remain on the surface of the primer after the test as an adhesion-inhibiting residue.
  • the textile is designed with respect to the filament or thread thickness and its binding or area distribution so that it leaves a regular surface and a defined thick layer of the primer after peeling.
  • the tear-off textile can have predetermined breaking points at regular width intervals, by which it is segmented into strips. This allows the application in one piece and at the same time the individual segments can be deducted as strips of defined width, wherein the force is recorded with respect to a defined width.
  • test fabric with the fiber material and the adhesive primer is adjusted so that, when properly prepared and pre-treated, the bond between the substrate and the primer and the strength of the substrate are higher than the force required to cause the cohesive break in the adhesive primer cause.

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Abstract

A method for inspecting a joining surface (14) of a substrate, wherein a component is to be adhered to the joining surface of the substrate by means of an adhesive material (27), wherein the method comprises the following steps: • - providing at least one planar test textile (20), which has a fiber material (21) and an adhesive primer (22), • - applying the planar test textile to at least one part of the joining surface of the substrate to which the component is to be adhered so that the adhesive primer of the planar test textile contacts the joining surface of the substrate, • - at least partially curing the adhesive primer of the planar test textile in order to integrally bond the planar test textile to the substrate by means of the adhesive primer, • - pulling off the planar test textile after at least partially curing the adhesive primer and inspecting the joining surface by means of a qualitative evaluation of the fracture pattern between the cured adhesive primer and the planar test textile and/or by means of a quantitative evaluation of the pull-off force determined when pulling off the planar test textile.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Überprüfen einer Fügeoberfläche  Method and device for checking a joining surface
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überprüfen einer Füge- Oberfläche eines Substrates, wobei auf die Fügeoberfläche des Substrates ein Bauelement mittels eines Klebstoffes geklebt werden soll. Die Erfindung betrifft ebenso ein Verfahren zum Verkleben eines Substrates mit einem solchen Bauelement unter Anwendung des Überprüfungsverfahrens. Aufgrund ihrer gewichtsspezifischen Festigkeit und Steifigkeit sind Faserverbundwerkstoffe bei der Herstellung von jedweden Bauteilen kaum mehr wegzudenken. Faserverbundwerkstoffe bestehen dabei hauptsächlich aus zwei wesentlichen Bestandteilen, nämlich einem Fasermaterial und einem Matrixmaterial. Bei der Herstellung von Faserverbundbauteilen aus einem Faserverbundwerkstoff wird dabei in der Regel das Fasermaterial in die entsprechende spätere Bauteilform gebracht und dann das in das Fasermaterial infundierte Matrixmaterial ausgehärtet. Das Aushärten geschieht in den allermeisten Fällen durch Temperatur und ggf. Druckbeaufschlagung. Durch das Aushärten werden die lasttragenden Fasern des Fasermaterials in ihre vorbestimmte Richtung gezwungen und bilden dabei zusammen mit dem ausge- härteten Matrixmaterial eine integrale Einheit zur Lastabtragung. The invention relates to a method and a device for checking a joining surface of a substrate, wherein a component is to be glued to the joining surface of the substrate by means of an adhesive. The invention also relates to a method of bonding a substrate to such a device using the verification method. Due to their weight-specific strength and rigidity, fiber composite materials are an indispensable part of any component. Fiber composite materials consist mainly of two essential components, namely a fiber material and a matrix material. In the production of fiber composite components from a fiber composite material, the fiber material is usually brought into the corresponding later component form and then cured the matrix material infused into the fiber material. Curing takes place in the vast majority of cases by temperature and possibly pressurization. By curing, the load-bearing fibers of the fiber material are forced in their predetermined direction and form together with the hardened matrix material an integral unit for load transfer.
Leider weisen Faserverbundbauteile bei der Herstellung einige Nachteile gegenüber isotropen Werkstoffen auf, da die Bauteilform eines Faserverbundbauteils in der Regel durch entsprechende Formwerkzeuge gebildet wird, welche eine Art Negativab- druck der späteren Bauteilform darstellen. Daher werden nicht selten komplexe Faserverbundbauteile aus verschiedenen Bauelementen, die entweder aus Faserverbundwerkstoffen hergestellt wurden oder aus isotropen Werkstoffen zusammengesetzt werden, miteinander verklebt, um die komplexe Geometrie herstellen zu können. Auch die Reparatur von Faserverbundbauteilen kann bei lokalen Beschädigungen durch Kleben von Reparaturpatches erfolgen, indem zunächst an der beschädigten Stelle das Fasermaterial und Matrixmaterial des Faserverbundwerkstoffes entfernt und so die beschädigte Stelle vorbereitet wird und anschließend dann ein Reparaturpatch eingeklebt wird, welches in den entstandenen Freiraum eingeklebt wird und diesen so wieder ausfüllt. Unfortunately, fiber composite components have some disadvantages in the production compared to isotropic materials, since the component form of a fiber composite component is usually formed by appropriate molds, which represent a kind Negativab- pressure of the later component form. As a result, it is not unusual for complex fiber composite components made of different components, which are either made of fiber composite materials or composed of isotropic materials, to be glued together in order to be able to produce the complex geometry. The repair of fiber composite components can be done in local damage by gluing repair patches by first removed at the damaged site, the fiber material and matrix material of the fiber composite material and so the damaged area is prepared and then a repair patch is glued, which is glued into the resulting space and fill it up again.
Ein derartiges Kleben, bei dem mindestens einer der Fügepartner ein Faserverbund- bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff ist, ist dabei nicht ganz unkritisch hinsichtlich der Zertifizierung und Validierung. So müssen gerade im Bereich der Luft- und Raumfahrt hohe Maßstäbe an eine derartige Klebverbindung gestellt werden, um insbesondere auch bei sicherheitskritischen Bauteilen den Anforderungen an die Sicherheit zu genügen. Die besondere Herausforderung besteht dabei darin, dass eine zerstörungsfreie Prüfung von Klebungen bzw. Klebverbindungen nur eingeschränkt möglich ist. Derzeit existiert kein zerstörungsfreies Prüfverfahren, mit welchem die Verbindungsfestigkeit von Klebungen nachgewiesen werden kann. Such bonding, in which at least one of the joining partners is a fiber composite component made of a fiber composite material, is not entirely uncritical with regard to certification and validation. For example, in the aviation and aerospace industry, high standards have to be set for such an adhesive bond in order to meet the safety requirements, especially with regard to safety-critical components. The particular challenge here is that a non-destructive testing of bonds or glued joints is only possible to a limited extent. At present there is no non-destructive testing method with which the bonding strength of bonds can be demonstrated.
Aufgrund dessen und in der Vergangenheit aufgetretener Schadensfälle schreiben die Zertifizierungsbehörden für das strukturelle Kleben in der Luftfahrt besondere Regelungen vor. So ist nach EASA AMC 20-29 bzw. FAA AC 20-107b derzeit eine sicherheitsrelevante Klebung nur dann zulässig, wenn a) Ein mögliches Versagen der Klebung durch konstruktive Maßnahmen auf eine unkritische Größe beschränkt wird (typischerweise durch alternative Lastpfade oder Redundanz in der Konstruktion, bspw. durch zusätzliche Nieten), b) Jede einzelne geklebte Verbindung mit der in der Konstruktion veranschlagten kritischen Höchstbelastung belastet wird, um die Festigkeit der Verbindung zu validieren, oder Because of this and in the past occurred damages the certification authorities for the structural gluing in the aviation prescribe special regulations. Thus, according to EASA AMC 20-29 or FAA AC 20-107b, safety-relevant bonding is currently only permissible if a) a possible failure of the bond is limited to an uncritical size by design measures (typically by alternative load paths or redundancy in the design b) Each individual glued joint is loaded with the maximum design critical load to validate the strength of the joint, or
c)Ein reproduzierbares und zuverlässiges zerstörungsfreies Prüfverfahren angewendet wird, mit dem die Festigkeit jeder einzelnen Klebung sichergestellt werden kann. Ein weiterer wesentlicher Nachteil bei der Reparatur von Faserverbundbauteilen mittels Klebung besteht darin, dass die zu reparierende Struktur bereits im Betrieb war und dabei mit Medien in Kontakt gekommen sein kann, welche die Ausbildung der Adhäsionskräfte beim Kleben negativ beeinflussen. Daher werden geklebte Repara- turen (ohne zusätzliche Applikation von Nieten) derzeit nicht durchgeführt, sofern ein Versagen der Reparatur kritisch für die Sicherheit des Luftfahrzeuges ist. Um geklebte Reparaturen dennoch in Einklang mit den Zulassungsbehörden durchzuführen, wird intensiv an Möglichkeiten zur Validierung einer erfolgten Reparatur geforscht. c) A reproducible and reliable non-destructive test method is used to ensure the strength of each bond. Another major disadvantage in the repair of fiber composite components by means of gluing is that the structure to be repaired was already in operation and may have come into contact with media which adversely affect the formation of adhesive forces during bonding. Therefore, glued repairs (without additional application of rivets) are currently not carried out, as long as a failure of the repair is critical for the safety of the aircraft. However, in order to carry out glued repairs in accordance with the approval authorities, intensive research is being carried out into possibilities for validating a repair.
Aus der US 7,736,452 B2 ist ein Verfahren zum zerstörungsfreien Überprüfen einer Klebeverbindung bei der Reparatur von Faserverbundbauteilen bekannt, wobei hier die Überprüfung der Klebverbindung indirekt erfolgt. Die beschädigte Stelle an dem Faserverbundbauteil wird in einem ersten Schritt repariert und ein entsprechendes eingeklebtes Reparaturpatch verwendet. Anschließend wird in der näheren Umgebung der reparierten Stelle ein Testpatch, welches die gleichen Eigenschaften und das gleiche Material aufweist wie das Reparaturpatch, aufgeklebt und nach dem Aushärten der Klebverbindung mit einer entsprechenden Kraft belastet. Hält der Testpatch der derart aufgebrachten Kraft stand, so wird von der Haltbarkeit der repa- rierten Stelle ausgegangen. US Pat. No. 7,736,452 B2 discloses a method for non-destructive testing of an adhesive bond in the repair of fiber composite components, in which case the adhesive bond is checked indirectly. The damaged area on the fiber composite component is repaired in a first step and a corresponding glued repair patch is used. Subsequently, in the vicinity of the repaired site, a test patch, which has the same properties and the same material as the repair patch, adhered and loaded after curing of the adhesive bond with a corresponding force. If the test patch withstands the applied force, the durability of the repaired point is assumed.
Aus der US 2008/001 1075 A1 ist ein Verfahren zur Qualitätskontrolle eines Faserverbundbauteils und einer möglichen Klebverbindung bekannt, wobei hier eine metallische Struktur auf die Oberfläche des Faserverbundbauteils aufgeklebt wird. Die me- tallische Struktur weist dabei eine Sollbruchstelle auf. Nach dem Aushärten der Klebverbindung wird die metallische Struktur nun mit einer Kraft beaufschlagt. Bricht die Sollbruchstelle, so ist die Klebverbindung mit der Oberfläche des Faserverbundbauteils wirksam. Bricht anstelle der Sollbruchstelle doch die Klebverbindung, so war diese nicht fehlerfrei. From US 2008/001 1075 A1 a method for quality control of a fiber composite component and a possible adhesive bond is known, in which case a metallic structure is adhered to the surface of the fiber composite component. The metallic structure has a predetermined breaking point. After curing of the adhesive bond, the metallic structure is now subjected to a force. If the predetermined breaking point breaks, the adhesive bond with the surface of the fiber composite component is effective. If the adhesive bond breaks instead of the predetermined breaking point, it was not faultless.
Aber nicht nur bei Faserverbundbauteilen gibt es die Bestrebung einer zerstörungsfreien Überprüfung der Fügeoberfläche zum Zwecke der Haftvermittlung zwischen einem Substrat und weiteren Bauelementen. So ist die Oberflächenbeschichtung eine weit verbreitete Methode, um bestimmte technische oder ästhetische Funktionen zu erfüllen. So werden bspw. in der zivilen Luftfahrt entsprechende Aluminiunnstrukturen verwendet, die aggressiven Medien ausgesetzt und demzufolge besonders stark durch korrosiven Angriff gefährdet sind. Deshalb werden diese Aluminiumstrukturen einer elektrochemischen Behandlung unterzogen und anschließend mit einer Ober- flächenbeschichtung versiegelt. Diese Grundierschicht dient einerseits als Korrosionsschutz und andererseits als haftvermittelnde Schicht für einen anschließenden Klebeprozess. But not only in fiber composite components, there is the desire of a non-destructive inspection of the joining surface for the purpose of adhesion between a substrate and other components. Thus, surface coating is a widely used method for certain technical or aesthetic functions fulfill. Thus, for example, in civil aviation corresponding aluminum structures are used which are exposed to aggressive media and are therefore particularly at risk from corrosive attack. Therefore, these aluminum structures are subjected to an electrochemical treatment and then sealed with a surface coating. This primer layer serves on the one hand as corrosion protection and on the other hand as an adhesion-promoting layer for a subsequent bonding process.
Derzeit existiert jedoch kein Verfahren, mit dem die Fügeoberfläche eines Substra- tes, sei es aus einem Faserverbundwerkstoff oder aus einem anderen Werkstoff hergestellt, direkt auf ihre Wirksamkeit in Bezug auf eine Klebestelle überprüft werden kann. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren anzugeben, mit dem die Fügeoberfläche eines Substrates, insbesondere eines Faserverbundbauteils als Substrat, auf das ein Bauelement geklebt werden soll, direkt hinsichtlich der Verklebung überprüft und die Wirksamkeit einer derartigen Klebung im Vorfeld sichergestellt werden kann. At present, however, there is no method by which the joining surface of a substrate, whether made of a fiber composite material or of another material, can be checked directly for its effectiveness with respect to a splice. It is therefore an object of the present invention to provide an improved method with which the joining surface of a substrate, in particular a fiber composite component as a substrate to which a component is to be glued, checked directly for bonding and the effectiveness of such bonding can be ensured in advance.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren zum Überprüfen einer Fügeoberfläche gemäß Anspruch 1 , dem Verfahren zum Kleben von Bauelementen gemäß Anspruch 12 so- wie einer Vorrichtung gemäß Anspruch 16 erfindungsgemäß gelöst. The object is achieved with the method for checking a joining surface according to claim 1, the method for bonding components according to claim 12 and a device according to claim 16 according to the invention.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Überprüfen einer Fügeoberfläche eines Substrates vorgeschlagen, wobei auf die Fügeoberfläche des Substrates ein oder mehrere Bauelemente mittels eines Klebwerkstoffs bzw. Klebstoffes geklebt werden sollen. According to claim 1, a method for checking a joining surface of a substrate is proposed, wherein one or more components are to be glued to the joining surface of the substrate by means of an adhesive material or adhesive.
Bei dem Substrat kann es sich um ein Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff handeln, wobei das Faserverbundbauteil aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein kann. Ein derartiger Faserverbundwerkstoff weist gattungs- gemäß ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial auf. Darüber hinaus kann ein solcher Faserverbundwerkstoff weitere Komponenten bzw. Materialien enthalten, die anwendungsspezifisch sind. Bei dem Substrat kann es sich aber auch um einen anderen, insbesondere isotropen Werkstoff handeln, wie bspw. einen Polymerwerkstoff, Metallwerkstoff, organische Materialien und/oder anorganische Materialien. Als Polymerwerkstoffe können bspw. Duromere (Epoxide, ungesättigte Polyester, Vinylester, Phenolharze), Elastomere (Kautschuk, Polysulphide, Silikone, Polyurethane), Thermoplaste (Polyetherketonke- ton, Polyamid, Polyester, usw.) verwendet werden. Als Metallwerkstoffe bzw. Legierungen kommen insbesondere Stahl, Aluminium, Titan, Magnesium, Buntmetalle, usw. in Betracht. Als Organische Materialien können insbesondere Knochen, Holz und Zähne Anwendung finden. Als anorganische Materialien sind insbesondere Glas, Zement, Keramik, Gestein denkbar. Dabei kann das Substrat gerade kein Faserverbundbauteil hergestellt aus einem Faserverbundwerkstoff sein. The substrate may be a fiber composite component of a fiber composite material, wherein the fiber composite component may be made of a fiber composite material. Such a fiber composite material generically comprises a fiber material and a matrix material. In addition, such a fiber composite material contain other components or materials that are application-specific. The substrate may, however, also be another material, in particular isotropic material, such as, for example, a polymer material, metal material, organic materials and / or inorganic materials. As polymer materials, for example, duromers (epoxies, unsaturated polyesters, vinyl esters, phenolic resins), elastomers (rubber, polysulphides, silicones, polyurethanes), thermoplastics (Polyetherketonke- ton, polyamide, polyester, etc.) can be used. As metal materials or alloys are in particular steel, aluminum, titanium, magnesium, non-ferrous metals, etc. into consideration. In particular, bones, wood and teeth can be used as organic materials. As inorganic materials in particular glass, cement, ceramics, rocks are conceivable. In this case, the substrate may not be a fiber composite component made of a fiber composite material.
Ein Bauelement kann dabei aus dem gleichen Werkstoff wie das Substrat bestehen oder einen solchen Werkstoff aufweisen. Denkbar ist aber auch, dass das Bauele- ment aus einem anderen Werkstoff, wie oben genannt, besteht, oder einen solchen Werkstoff aufweist. Eine denkbare, in der zivilen Luftfahrt häufig anzutreffende Kombination ist ein Substrat aus einem Faserverbundwerkstoff, auf das ein Bauelement aus einem Metallwerkstoff geklebt werden soll. Bei dem Bauelement kann es sich aber auch um einen Werkstoff handeln, der einen Klebwerkstoff immanent enthält, wie bspw. Oberflächenbeschichtungen, Versiegelungen oder Lacke. Denkbar ist dabei insbesondere, dass ein Prepreg (vorimprägniertes Fasermaterial eines Faserverbundwerkstoffes) direkt auf die Klebstoffgrundierung aufgelegt und ausgehärtet wird, wobei dann das Matrixmaterial des Prepregs die Eigenschaft eines Klebstoffes bildet. Um die Fügeoberfläche direkt und vor allem zerstörungsfrei überprüfen zu können, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass zunächst wenigstens ein flächenförmi- ges Prüftextil bereitgestellt wird, das ein Fasermaterial und eine Klebstoffgrundierung enthält. Eine Klebstoffgrundierung ist dabei ein Material, das in der Regel zur Vorbereitung einer herzustellenden Klebstoffverbindung auf die Fügeoberfläche aufge- bracht wird. Nach dem Aushärten einer Klebstoffgrundierung würde dabei der Klebstoff auf die Klebstoffgrundierung aufgebracht werden, so dass die Klebstoffgrundierung ein Bindeglied zwischen der Fügeoberfläche des Bauteils einerseits und dem Klebstoff andererseits darstellt. Eine Klebstoffgrundierung (auch Primer genannt), dient dabei zur Vorbereitung der Fügeoberfläche für eine spätere Verklebung. Eine solche Klebstoffgrundierung kann im Sinne der vorliegenden Erfindung dabei auch jene Matrixmaterialien sein, die Bestandteil eines Faserverbundwerkstoffes sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform, bei der das Substrat aus einem Faser- Verbundwerkstoff gebildet ist, kann dabei die Klebstoffgrundierung das Matrixmaterial sein, aus dem das Faserverbundbauteil hergestellt ist oder jenes Matrixmaterial, das Bestandteil des Faserverbundwerkstoffes, aus dem der Reparaturpatch hergestellt ist. Die Klebstoffgrundierung kann aber auch jenes Material sein, das die spätere Klebstoffschicht bilden soll. Die Klebstoffgrundierung und der Klebstoff, der das spä- tere Bauelement an das Faserverbundbauteil ankleben soll, können dabei das gleiche Material sein. A component may consist of the same material as the substrate or have such a material. However, it is also conceivable that the component consists of another material, as mentioned above, or has such a material. One conceivable combination which is frequently encountered in civil aviation is a substrate made of a fiber composite material onto which a component made of a metal material is to be glued. However, the component may also be a material which inherently contains an adhesive material, such as, for example, surface coatings, sealants or lacquers. It is conceivable in particular that a prepreg (preimpregnated fiber material of a fiber composite material) is placed directly on the adhesive primer and cured, in which case the matrix material of the prepreg forms the property of an adhesive. In order to be able to check the joining surface directly and above all non-destructively, it is proposed according to the invention that initially at least one sheet-like test textile be provided which contains a fiber material and an adhesive primer. An adhesive primer is a material that is usually applied to the joining surface in preparation for an adhesive bond to be produced. After curing of an adhesive primer, the adhesive would be applied to the adhesive primer, so that the adhesive primer is a link between the joining surface of the component on the one hand and the adhesive on the other. An adhesive primer (also called a primer) serves to prepare the joining surface for subsequent bonding. In the context of the present invention, such an adhesive primer may also be those matrix materials that are part of a fiber composite material. In an advantageous embodiment, in which the substrate is formed from a fiber composite material, the adhesive primer may be the matrix material from which the fiber composite component is made or that matrix material which is part of the fiber composite material from which the repair patch is made. The adhesive primer may also be that material which is to form the later adhesive layer. The adhesive primer and the adhesive, which is to adhere the later component to the fiber composite component, can be the same material.
Das flächenförmige Prüftextil enthält dabei des Weiteren ein Fasermaterial, welches vorzugsweise aus textilen oder nicht textilen Rohstoffen hergestellt ist und das vor- zugsweise aus linienförmigen Gebilden zu einem flächenförmigen Gebilde verarbeitet wurde. Das Fasermaterial des flächenförmigen Prüftextils kann dabei im nicht ausgehärteten Zustand der Klebstoffgrundierung einen biegeschlaffen Zustand aufweisen. Es kann sich hierbei insbesondere um Fasermaterialien handeln, die auch zur Herstellung von Faserverbundbauteilen verwendet werden und somit Bestandteil von Faserverbundwerkstoffen sind. Denkbar ist es aber auch, dass das Fasermaterial beispielsweise ein metallisches Material ist, was grundsätzlich nicht biegeschlaff ist, sich unter einer Zug- und/oder Druckbelastung jedoch verformt. The sheet-like test textile further contains a fiber material, which is preferably made of textile or non-textile raw materials and which has preferably been processed from linear structures to a sheet-like structure. The fiber material of the sheet-like test textile can have a non-rigid state in the uncured state of the adhesive primer. These may be, in particular, fiber materials which are also used for the production of fiber composite components and thus are part of fiber composite materials. It is also conceivable, however, for the fiber material to be, for example, a metallic material, which in principle is not limp, but deforms under a tensile and / or compressive load.
Das flächenförmige Prüftextil wird dabei in der Regel so bereitgestellt, dass das Fa- sermaterial des flächenförmigen Prüftextils bereits mit der Klebstoffgrundierung getränkt ist und somit für die nachfolgenden Schritte sofort zur Verfügung steht. Denkbar ist aber auch, dass Fasermaterial und Klebstoffgrundierung getrennt bereitgestellt werden und während der weiteren noch zu erörternden Verfahrensschritte dann zusammengefügt werden. The sheet-like test textile is generally provided in such a way that the fiber material of the sheet-like test fabric is already impregnated with the adhesive primer and is therefore immediately available for the subsequent steps. It is also conceivable, however, for the fiber material and adhesive primer to be provided separately and then joined together during the further process steps still to be discussed.
Im nächsten Schritt wird nun das flächenförmige Prüftextil auf zumindest einen Teil der Fügeoberfläche des Substrates aufgebracht, so dass die Klebstoffgrundierung des flächenförmigen Prüftextils mit der Fügeoberfläche des Substrates kontaktiert. Die Fügeoberfläche, mit anderen Worten, wird somit durch die Klebstoffgrundierung des flächenförmigen Prüftextils benetzt bzw. besetzt. Weist das Fasermaterial des Prüftextils die Klebstoffgrundierung als gemeinsame Einheit bereits auf, so werden die Klebstoffgrundierung und das Fasermaterial in einem Schritt auf das Substrat aufgebracht. Liegen beide Komponenten getrennt vor, so werden entweder zunächst die Klebstoffgrundierung und dann das Fasermaterial des Prüftextils aufgebracht o- der zuerst das Fasermaterial des Prüftextils aufgebracht und dann die Klebstoffgrundierung auf das Fasermaterial aufgetragen. Im zweiten Fall infundiert die Klebstoffgrundierung in das Fasermaterial des Prüftextils und bildet so dann die Grenzschicht zwischen Fasermaterial und Fügeoberfläche aus. In the next step, the sheet-like test textile is now applied to at least a part of the joining surface of the substrate, so that the adhesive primer of the sheet-like test fabric contacts the joining surface of the substrate. The joining surface, in other words, is thus by the adhesive primer of the sheet-like test textile wetted or occupied. If the fiber material of the test textile already has the adhesive primer as a common unit, then the adhesive primer and the fiber material are applied to the substrate in one step. If both components are present separately, either the adhesive primer and then the fiber material of the test textile are applied first or the fiber material of the test textile is first applied and then the adhesive primer is applied to the fiber material. In the second case, the adhesive primer infused into the fiber material of the test fabric and then forms the boundary layer between fiber material and joining surface.
Im nächsten Schritt, nachdem das flächenförmige Prüftextil auf die Fügeoberfläche aufgebracht wurde, wird die Klebstoffgrundierung des flächenförmigen Prüftextils ausgehärtet, um das flächenförmige Prüftextil mit dem Substrat im Bereich der Fügeoberfläche mittels der Klebstoffgrundierung stoffschlüssig zu verbinden. Das Aushär- ten der Klebstoffgrundierung kann so je nach verwendeter Grundierung beispielsweise bei Raumtemperatur oder bei einer entsprechenden Temperatur und ggf. Druckbeaufschlagung erfolgen. Je nach verwendeter Klebstoffgrundierung wird die Grundierung durch den entsprechenden, spezifischen Träger aktiviert, wodurch der Aushärteprozess in Gang gesetzt und die Klebstoffgrundierung teilweise oder voll- ständig aushärtet, sprich konsolidiert, wird. Nach der Aushärtung bzw. Polymerisation der Klebstoffgrundierung wurde das flächenförmige Prüftextil mittels der Klebstoffgrundierung fest mit dem Substrat im Bereich der Fügeoberfläche verbunden bzw. verklebt. Nachdem die Klebstoffgrundierung des flächenförmigen Prüftextils ausgehärtet ist, wird das flächenförmige Prüftextil von der Fügeoberfläche abgezogen, vorzugweise derart, dass eine Kraft im Wesentlichen orthogonal zur Fügeoberfläche und in Richtung weg von der Fügeoberfläche auf das Prüftextil ausgeübt wird. Anschließend kann dann die Fügeoberfläche durch eine qualitative Bewertung des Bruchbildes bzw. durch eine quantitative Bewertung der beim Abziehen des flächenförmigenIn the next step, after the sheet-like test fabric has been applied to the joining surface, the adhesive primer of the sheet-like test fabric is cured to cohesively connect the sheet-like test fabric to the substrate in the region of the joint surface by means of the adhesive primer. Depending on the primer used, the curing of the adhesive primer can thus take place, for example, at room temperature or at a corresponding temperature and if appropriate pressurization. Depending on the adhesive primer used, the primer is activated by the corresponding specific carrier, which activates the curing process and partially or completely hardens, ie consolidates, the adhesive primer. After the curing or polymerization of the adhesive primer, the sheet-like test textile was firmly bonded or glued to the substrate in the region of the joining surface by means of the adhesive primer. After the adhesive primer of the sheet-like test fabric has cured, the sheet-like test fabric is pulled off the joining surface, preferably such that a force is exerted on the test fabric substantially orthogonal to the joining surface and in the direction away from the joining surface. Then, the joining surface by a qualitative evaluation of the fracture pattern or by a quantitative assessment of the removal of the sheet-like
Prüftextils ermittelten Abziehkraft überprüft werden. Die Abziehkraft kann dabei über die Zeit und/oder über den Weg bzw. Prüfweg abgetragen werden, wodurch ein Abziehkraftverlauf über die Zeit und/oder über den Weg gebildet wird. Die Bewertung des Bruchbildes meint hierbei, dass entweder die Fügeoberfläche des Bauteil oder das Prüftextil oder beides untersucht wird. Test textile determined peel force are checked. The peel force can be removed over time and / or over the path or test path, whereby a Abziehkraftverlauf is formed over time and / or over the path. The review In this case, the fracture pattern means that either the joining surface of the component or the test textile or both is examined.
Bei einer ungenügenden bzw. unzureichenden Anbindung der Klebstoffgrundierung auf der Fügeoberfläche des Substrates wird die Grundierung vom Substrat getrennt, wodurch die mangelhafte Vorbehandlung der Fügeoberfläche erkannt wird. Bei einer korrekten Oberflächenvorbehandlung kommt es zu einer kohäsiven Materialtrennung innerhalb der Grundierung, wobei hierbei in der Regel chemische Ketten in der Klebstoffgrundierung aufgebrochen werden und so eine saubere Oberfläche mit einer ho- hen Oberflächenenergie erzeugt wird. Aufgrund der geometrischen Bestimmtheit des Textils bildet sich gleichzeitig eine gleichmäßige und definierte Oberflächentopologie aus, die einen optimalen Untergrund für die darauffolgende Verklebung darstellt. Eine solche Oberfläche ist garantiert frei von Kontaminationen, hinsichtlich Vorbereitung und Vorbehandlung der Fügeoberfläche frei vom„Einflussfaktor Mensch" und garantiert anbindungsfähig. Der darauffolgende Fügeprozess mit Applikation des Klebstoffes auf die Grundierung erfolgt daher unter höchster Prozesssicherheit, da der Zustand der Fügeoberfläche bekannt ist. If there is insufficient or insufficient bonding of the adhesive primer on the joining surface of the substrate, the primer is separated from the substrate, whereby the poor pretreatment of the joining surface is detected. Correct surface pretreatment results in cohesive material separation within the primer, typically breaking up chemical chains in the adhesive primer, creating a clean surface with high surface energy. Due to the geometrical certainty of the textile, a uniform and defined surface topology is formed at the same time, which represents an optimal substrate for the subsequent bonding. Such a surface is guaranteed to be free from contamination, to prepare and pretreat the joining surface free of the "human factor" and to guarantee adhesion .The subsequent joining process with application of the adhesive to the primer therefore takes place under maximum process reliability, since the condition of the joining surface is known.
Bei einer einwandfreien und der Qualität entsprechenden Fügeoberfläche haftet die Klebstoffgrundierung gleichmäßig und in der Regel vollflächig am Substrat und zeigt eine korrekte Anbindung der Grundierung an dem Substrat an. Der Bruch beim Abziehen des flächenförmigen Textils erfolgt dabei kohäsiv in der Grundierung, so dass die Grenzfläche zum Substrat der aufgebrachten Belastung standhält. In diesem Fall ist davon auszugehen, dass die Fügeoberfläche der qualitativen Anforderung an die Verklebung entspricht. In the case of a faultless joining surface conforming to the quality, the adhesive primer adheres uniformly and as a rule over the entire surface of the substrate and indicates a correct bonding of the primer to the substrate. The breakage during removal of the sheet-like textile takes place cohesively in the primer, so that the interface with the substrate withstands the applied load. In this case, it can be assumed that the joining surface corresponds to the qualitative requirement for the bond.
Weist das Bruchbild indes jedoch Bereiche auf, in denen die Grundierung auf der Fügeoberfläche in Teilen nicht mehr vorhanden ist, so haftet die Grundierung nicht vollflächig auf der Fügeoberfläche, was entweder an einer unzureichenden Haftung der Grundierung an der Fügeoberfläche liegen kann oder daran, dass das darunter liegende Substrat noch weitere Beschädigungen aufwies, die bei einem Abreißen des Prüftextils mit herausgerissen wurden. In beiden Fällen war die Qualität der Fügeoberfläche für eine spätere Verklebung unzureichend, was sich anhand des Bruchbil- des sowohl auf der Fügeoberfläche als auch auf dem abgezogenen Prüftextil mit bloßem Auge erkennen lässt. Es bedarf dabei keiner Interpretation oder gedanklichen Tätigkeit bei der Bewertung des Bruchbildes, da bereits die schlichte Feststellung einer Gleichmäßigkeit des Bruchbildes ausreicht, um von einer qualitativ hochwertigen Fügeoberfläche auszugehen. Bei einem ungleichmäßigen Bruchbild, das insbesondere Beschädigungen in der Bruchfläche aufweist, ist von einer unzureichenden bzw. nicht einwandfreien Fügeoberfläche für die spätere Verklebung auszugehen. However, if the fracture pattern has areas in which the primer on the joining surface is no longer present in parts, then the primer does not adhere to the entire surface of the joint surface, which may either be due to inadequate adhesion of the primer to the joint surface or because of the Subjacent substrate showed even more damage that were torn when tearing the test fabric with. In both cases, the quality of the joining surface was insufficient for subsequent bonding, which was shown by the fracture pattern. of the both on the joining surface as well as on the withdrawn Prüftextil with the naked eye can be seen. There is no need for interpretation or mental activity in the evaluation of the fracture pattern, since even the simple determination of uniformity of the fracture pattern is sufficient to assume a high-quality joining surface. In the case of a non-uniform fracture pattern, which in particular has damage in the fracture surface, it is to be assumed that the bonding surface is insufficient or not perfect for subsequent bonding.
Alternativ oder zusätzlich kann die Bewertung der Fügeoberfläche auch quantitativ erfolgen, indem während des Abziehens des flächenförmigen Prüftextils die Abziehkraft ermittelt wird. Verläuft diese Abziehkraft (bspw. im Verhältnis zu Kraft/Weg) im Wesentlichen gleichmäßig und/oder innerhalb eines Sollbereiches und/oder oberhalb eines definierten Schwellwertes, so ist von einer einwandfreien und zulässigen Fügeoberfläche und gleichzeitig von einwandfrei mechanischen Eigenschaften auszugehen. Weist die Abzieh kraft jedoch Unregelmäßigkeiten auf, die sich in deutlichen Kraftspitzen zeigen, und/oder verläuft die Abzieh kraft ganz oder teilweise unter der definierten Abziehkraft, so ist von einer unzureichenden Qualität der Fügeoberfläche auszugehen (Ausschläge von unter 30% bzw. unter 20% des Mittelwertes gelten je nach Klebstoffgrundierung als regelmäßig). Diese meist lokal begrenzten Kraftspitzen in einem Abzieh kraftverlauf sind dabei jene Bereiche, in denen die Klebstoffgrundierung nicht kohäsiv innerhalb der Grundierung gebrochen wurde, sondern wo die Klebstoffgrundierung nicht an der Fügeoberfläche haftete oder wo Teile des Substrates der Fügeoberfläche herausgerissen wurden. Dabei ist die maximale Abziehkraft, die auftreten kann, definiert durch die Textilarchi- tektur und die kohäsive Bruchfestigkeit der Klebstoffgrundierung im Soll-Zustand. Wenn Fehler auftreten, dann ist die Abziehkraft an der entsprechenden Stelle stets geringer als die maximale Abziehkraft, die bei einer rein kohäsiv-brechenden Klebstoffgrundierung auftreten wird. In diesen Bereichen fällt die Abziehkraft unter einen vorgegebenen Schwellwert (bspw. unter die maximale Abziehkraft abzüglich Toleranz), was sofort erkennbar wird und auf eine unzureichende Fügeoberfläche schließen lässt. Liegt die Abziehkraft über den gesamten Prüfweg hinweg unterhalb des Schwellwertes, so ist von einem Defekt der Klebstoffgrundierung auszugehen. Es wird somit möglich, basierend auf einer qualitativen Bewertung des Bruchbildes und/oder einer quantitativen Bewertung der Abzieh kraft die darunter liegende Fügeoberfläche hinsichtlich ihrer Eigenschaft, eine sichere Verklebung zu gewährleisten, zu überprüfen, ohne dass das Bauelement tatsächlich angeklebt werden muss oder entsprechende temporäre Prüfkörper in der Nähe der Fügeoberfläche angeordnet werden müssen. Vielmehr kann die Fügeoberfläche direkt überprüft werden, wobei bei einer positiven Überprüfung der Fügeoberfläche gleichzeitig erreicht wird, dass die Fügeoberfläche nunmehr einen optimalen Untergrund darstellt und eine entsprechende Oberflächenenergie für die spätere Verklebung bereitstellt. Damit kann durch dieses Verfahren grundsätzlich auch die Qualität der nachfolgenden Verklebung definiert beeinflusst und die Qualität dieser Verklebung gewährleistet werden. Alternatively or additionally, the evaluation of the joining surface can also be performed quantitatively by determining the peel force during the removal of the sheet-like test fabric. If this peel force (for example, in relation to force / displacement) is substantially uniform and / or within a desired range and / or above a defined threshold value, then a flawless and permissible joining surface and at the same time flawless mechanical properties can be assumed. However, if the peel-off force has irregularities that show up in significant force peaks, and / or if the peel force is wholly or partially below the defined peel force, an insufficient quality of the joint surface is to be assumed (deflections of less than 30% or less than 20%). the average value is considered regular, depending on the adhesive primer). These usually localized force peaks in a peel force curve are those areas in which the adhesive primer was not cohesively broken within the primer, but where the adhesive primer did not adhere to the joining surface or where parts of the substrate of the joining surface were torn. The maximum peel force that can occur is defined by the textile texture and the cohesive breaking strength of the adhesive primer in the desired state. If errors occur, then the peel force at the appropriate location is always less than the maximum peel force that will occur with a purely cohesive-refracting adhesive primer. In these areas, the peel force falls below a predetermined threshold (eg below the maximum peel force minus tolerance), which is immediately recognizable and suggests an insufficient joining surface. If the peel force is below the threshold value over the entire test path, a defect of the adhesive primer must be assumed. It is thus possible, based on a qualitative evaluation of the fracture pattern and / or a quantitative evaluation of the peel force to ensure the underlying joining surface in terms of their property to ensure secure bonding, without the device must actually be glued or corresponding temporary test specimens must be arranged near the joining surface. Rather, the joining surface can be checked directly, wherein at a positive review of the joining surface is achieved simultaneously that the joining surface now represents an optimal surface and provides a corresponding surface energy for subsequent bonding. As a result, the quality of the subsequent bonding can also be influenced in a defined manner by this process and the quality of this bond can be guaranteed.
Darüber hinaus kann so auch eine indirekte Prozesskontrolle durchgeführt werden, die repräsentativ für die gesamte Verklebung ist. So lässt sich bspw. ein Prüftextil als Prüfkörper bspw. auf zusätzlicher Klebstoffgrundierung neben der Reparaturstelle anordnen, der dann zu einem späteren Zeitpunkt nach Benutzung abgezogen wird. In addition, an indirect process control can be carried out, which is representative of the entire bond. Thus, for example, a test textile can be arranged as a test specimen, for example, on an additional adhesive primer next to the repair site, which is then removed at a later time after use.
Darüber hinaus wird es möglich mit der vorliegenden Erfindung, eine reproduzierbar und genau definierte Grundierungsschicht (Schichtdicke, Topologie) unabhängig von der Menge der aufgetragenen Klebstoffgrundierung herzustellen, da überschüssiges Grundierungsmaterial mitsamt dem Prüfgewebe entfernt wird. Des Weiteren erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren die Klebstoffgrundierung in Film- und/oder Folienform auf das Substrat aufzubringen, so dass Restriktionen wie Partikelgröße oder Viskosität der Klebstoffgrundierung nur eine untergeordnete Rolle spielen. Die Anbin- dung der Klebstoffgrundierung an das Substrat kann darüber hinaus im Zuge des Aktivierungsvorgangs vollflächig mechanisch überprüft werden. Außerdem erlaubt die vorliegende Erfindung eine nahezu unbegrenzte Lagerung des Substrates vor der Weiterverarbeitung, da der Auftrag der Klebstoffgrundierung und die Aktivierung zeitlich entkoppelt sind. Die Aktivierung findet dabei durch das Entfernen des Prüftextils statt. In addition, it becomes possible with the present invention to produce a reproducible and well-defined primer layer (layer thickness, topology) regardless of the amount of applied adhesive primer, since excess primer material is removed together with the test fabric. Furthermore, the method according to the invention allows the adhesive primer in film and / or film form to be applied to the substrate, so that restrictions such as particle size or viscosity of the adhesive primer play only a minor role. In addition, the bonding of the adhesive primer to the substrate can be mechanically checked over the entire surface in the course of the activation process. In addition, the present invention allows a virtually unlimited storage of the substrate before further processing, since the application of the adhesive primer and the activation are temporally decoupled. Activation takes place by removing the test fabric.
Je nach Klebstoffgrundierung können unterschiedliche Härtungsmechanismen zum Tragen kommen. Beispielsweise sind chemische Reaktionen wie z.B. Polyreaktionen (Polyaddition, Polykondensation, Kettenpolymerisation), physikalische Reaktionen (Erstarrung, Verdunsten, Sol-Gel-Prozess) oder die Anhaftung durch Druckbeaufschlagung denkbar. Generell kann die Härtung unter definierten Bedingungen wie z.B. Temperatur oder Druck/Vakuum bzw. unter klebstoffspezifischen Bedingungen (bspw. UV-Strahlung) stattfinden. Weiterhin wird durch das Aushärten der Klebstoff- grundierung eine feste Anhaftung an das Substrat erreicht werden. Prinzipiell kann das Fasermaterial des Prüftextils in die Klebstoffgrundierung eingebettet sein, so dass unter- und über dem Fasermaterial sich die Klebstoffgrundierung befindet. Depending on the adhesive primer, different curing mechanisms may come into play. For example, chemical reactions such as polyreactions (polyaddition, polycondensation, chain polymerization), physical reactions (Solidification, evaporation, sol-gel process) or the adhesion by pressurization conceivable. In general, the curing under defined conditions such as temperature or pressure / vacuum or under adhesive-specific conditions (eg UV radiation) take place. Furthermore, hardening of the adhesive primer will result in firm adhesion to the substrate. In principle, the fiber material of the test textile may be embedded in the adhesive primer, so that below and above the fiber material is the adhesive primer.
Denkbar ist es aber auch, dass das Fasermaterial auf der Klebstoffgrundierung aufliegt, so dass sich oberhalb des Fasermaterials des Prüftextils keine Klebstoffgrun- dierung befindet. However, it is also conceivable that the fiber material rests on the adhesive primer, so that there is no adhesive priming above the fiber material of the test textile.
Die Fügeoberfläche, die nach dem Abziehen des Prüftextils entsteht, kann durch erhabene Bereiche und Vertiefungen gekennzeichnet sein. Die Vertiefungen stellen dabei die Faserabdrücke dar, während die erhabenen Bereiche die offenen Flächen des Fasermaterials des Prüftextils darstellen. Dies stellt unter anderem einen Vorteil für die anschließende Applikation eines Klebfilms dar, da dadurch der Bereich unter dem Klebstofffilm mittels Vakuum entlüftet werden kann. So entstehen keine Lufteinschlüsse unter dem Klebstoff, was ansonsten zu Poren in der Klebenaht führen kann. Dieses Problem tritt häufig auf, wenn Klebfilme auf glatte Oberflächen appliziert wer- den. Eingeschlossene Luftblasen können durch Anlegen eines Vakuums nicht entfernt werden, da der Evakuierungsweg der Luftblasen durch anhaftenden Klebstoff versperrt ist. Der Klebstofffilm verschließt jedoch nicht die Kanäle, welche das Fasermaterial des Prüftextils erzeugen, da der Film zunächst auf den erhabenen Bereichen aufliegt. The joining surface created after peeling off the test fabric may be characterized by raised areas and depressions. The recesses represent the fiber prints, while the raised areas represent the open areas of the fiber material of the test fabric. This provides, inter alia, an advantage for the subsequent application of an adhesive film, as this allows the area under the adhesive film to be vented by means of vacuum. Thus, no air pockets under the adhesive, which can otherwise lead to pores in the adhesive seam. This problem often occurs when adhesive films are applied to smooth surfaces. Trapped air bubbles can not be removed by applying a vacuum, since the evacuation path of the air bubbles is blocked by adhering adhesive. However, the adhesive film does not close the channels that produce the fiber material of the test fabric, since the film initially rests on the raised areas.
Gleichzeitig können die Erhöhungen als Abstandshalter dienen. Beim Fügen von Bauteilen ist die Einhaltung einer definierten Klebschichtdicke sehr wichtig. Dies wird in der Regel durch Abstandshalter in dem Klebstoff oder am Bauteil realisiert. Diese sorgen dafür, dass die Bauteile nur auf ein definiertes Maß angenähert werden kön- nen. Diese Abstandshalter stellen in der Regel aber eine Schwachstelle in der Verklebung dar, da sie eine Spannungskonzentration bei mechanischer Belastung hervorrufen. Die erhabenen Bereiche, welche durch die Fasermaterialabdrücke entstehen können, können als Abstandshalter dienen, da der Klebstoff aus den Vertiefun- gen der Faserabdrücke nicht vollständig herausgepresst werden kann. Sie sind jedoch keine Fremdkörper, sondern Teil der auf dem Substrat verbleibenden Klebstoff- grundierung und erzeugen somit keine Spannungskonzentrationen. In einer vorteilhaften Ausführungsform handelt es sich bei dem Fasermaterial des flä- chenförmigen Prüftextils um ein offenporiges Fasermaterial bzw. ein offenes Flächengebilde, bei dem parallel laufende Fasern des Fasermaterials sich nicht direkt kontaktieren. Hierdurch wird die Klebstoffgrundierung in den dadurch entstandenen Zwischenräumen des Fasermaterials eingebettet, wodurch ein kohäsiver Bruch in der Grundierung zwischen den einzelnen Fasern des Fasermaterials bewirkt werden kann. Durch die Wahl der Textilarchitektur (bspw. Porengröße) kann dabei das Bruchbild und somit die Oberflächengüte anwendungsspezifisch beeinflusst werden. At the same time, the elevations can serve as spacers. When joining components, adherence to a defined adhesive layer thickness is very important. This is usually realized by spacers in the adhesive or on the component. These ensure that the components can only be approximated to a defined degree. However, these spacers are usually a weak point in the bond because they cause a stress concentration under mechanical stress. The raised areas, which can be formed by the fiber material impressions, can serve as spacers, since the adhesive is removed from the cavities. gene of fiber prints can not be completely squeezed out. However, they are not foreign bodies but part of the adhesive primer remaining on the substrate and thus do not generate any stress concentrations. In an advantageous embodiment, the fibrous material of the surface-shaped test textile is an open-pore fibrous material or an open fabric in which parallel fibers of the fibrous material do not contact each other directly. As a result, the adhesive primer is embedded in the resulting interstices of the fiber material, whereby a cohesive break in the primer between the individual fibers of the fiber material can be effected. By choosing the textile architecture (eg pore size), the fracture pattern and thus the surface finish can be influenced in an application-specific manner.
So beeinflusst die Porengröße insbesondere die Abziehkraft und die Auflösung des Verfahrens hinsichtlich des Bruchbildes. Die Porigkeit des Textils entscheidet letztlich auch darüber, welcher Anteil der Bruchoberfläche kohäsiv gebrochen ist und welcher Anteil einen Abdruck der Fasern bzw. des Materials des Textils aufweist. Durch die entsprechende Wahl der Porigkeit wird letztlich der prozentuale Freiraum des Flächengebildes bestimmt. Thus, the pore size in particular affects the peel force and the resolution of the method with respect to the fracture pattern. Ultimately, the porosity of the textile also determines which fraction of the fracture surface is cohesively fractured and which fraction has an imprint of the fibers or of the material of the textile. The appropriate choice of porosity ultimately determines the percentage of free space of the fabric.
In einer vorteilhaften Ausführungsform wird das Bruchbild zwischen der ausgehärteten Klebstoffgrundierung und dem flächenförmigen Prüftextil mittels einer Kamera aufgenommen, wobei mittels einer Bildauswerteeinheit dann aus den aufgenommenen Bilddaten ein gleichmäßiges oder ungleichmäßiges Bruchbild automatisiert fest- gestellt werden kann. Dabei werden entweder die Fügeoberfläche oder das flächen- förmige Prüftextil nach dem Abreißen oder beide zusammen mithilfe der Kamera aufgenommen, um so ein Abbild des Bruchbildes nach dem Abreißen des flächenförmigen Prüftextils zu erhalten. Mithilfe der Bildauswerteeinheit kann dann festgestellt werden, ob das Bruchbild gleichmäßig ist, d.h. ob die Klebstoffgrundierung sauber und fehlerfrei kohäsiv gebrochen wurde oder ob das Bruchbild ungleichmäßig ist und entsprechende Fehlstellen enthält, bei denen die Klebstoffgrundierung nicht sauber bzw. ordnungsgemäß auf der Fügeoberfläche anhaftet. Mit einer entsprechend eingerichteten Bildauswerteeinheit lässt sich außerdem feststellen, ob die Klebstoffgrundierung vollflächig an der Fügeoberfläche des Substrates haftet. So ist es denkbar, dass bei einer fehlerfreien Fügeoberfläche ein erster Teil der gesamten Klebstoffgrundierung vollflächig, d.h. ohne Lücken oder Fehlstellen, an der Fügeoberfläche des Substrates haftet, während ein zweiter Teil der gesamten Klebstoffgrundierung an dem Prüftextil verbleibt. Mit Hilfe der Bildauswerteeinheit lässt sich dann feststellen, ob die Klebstoffgrundierung vollflächig an der Fügeoberfläche des Substrates und/oder des Prüftextils haftet bzw. verbleibt, wobei dann auf eine fehlerfreie Fügeoberfläche geschlossen werden kann. In an advantageous embodiment, the fracture pattern between the cured adhesive primer and the sheet-like test textile is recorded by means of a camera, wherein a uniform or non-uniform fracture pattern can then be determined automatically by means of an image evaluation unit from the recorded image data. In this case, either the joining surface or the area-shaped test textile are torn off after tearing off or both together with the aid of the camera in order to obtain an image of the breakage pattern after tearing off the flat test fabric. The image evaluation unit can then be used to determine whether the fracture pattern is uniform, ie whether the adhesive primer has been cohesively cracked cleanly and without defects, or if the fracture pattern is uneven and contains corresponding imperfections where the adhesive primer does not adhere properly to the joint surface. With an appropriately equipped image evaluation unit, it is also possible to determine whether the adhesive primer adheres to the entire surface of the substrate over the entire surface. Thus, it is conceivable that with a defect-free joining surface, a first part of the entire adhesive primer adheres to the joining surface of the substrate over the entire surface, ie without gaps or imperfections, while a second part of the entire adhesive primer remains on the test textile. With the aid of the image evaluation unit, it can then be determined whether the adhesive primer adheres or remains over the entire surface of the joining surface of the substrate and / or the test textile, it then being possible to conclude on a defect-free joining surface.
Hierfür ist es beispielsweise ganz besonders vorteilhaft, wenn in Abhängigkeit der Farbe des Substrates bzw. der Farbe der Fügeoberfläche des Substrates eine Farbe für die Klebstoffgrundierung gewählt wird, um so einen möglichst großen Kontrast zwischen der Farbe der Fügeoberfläche des Substrates und der Farbe der Klebstoff- grundierung zu erhalten. Durch einen möglichst hohen Kontrast lassen sich so Fehlstellen innerhalb des Bruchbildes besser erkennen und leichter identifizieren. For this purpose, it is particularly advantageous, for example, if, depending on the color of the substrate or the color of the joining surface of the substrate, a color is selected for the adhesive primer in order to achieve the greatest possible contrast between the color of the joining surface of the substrate and the color of the adhesive. to obtain primer. The highest possible contrast makes it easier to identify and identify defects within the fracture pattern.
Die Farbe kann darüber hinaus auch so gewählt werden, dass sie in Abhängigkeit der Farbe des Prüftextils bzw. des Fasermaterials des flächenförmigen Prüftextils ge- wählt wurde, um so Unregelmäßigkeiten bzw. Fehlstellen des Bruchbildes am flächenförmigen Prüftextil besser erkennen zu können. In addition, the color can also be chosen such that it has been selected as a function of the color of the test textile or of the fiber material of the sheet-like test textile in order to be able to better recognize irregularities or defects in the rupture pattern on the sheet-like test textile.
Darüber hinaus ist es auch vorteilhaft, wenn die Abziehkraft während des Abziehens des flächenförmigen Prüftextils mittels eines Kraftsensors ermittelt wird, wobei mittels einer Kraftauswerteeinheit aus der ermittelten Abziehkraft ein gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Kraftverlauf festgestellt werden kann. Auch hierdurch lässt sich der Prozess der Analyse bzw. Bewertung des Bruchbildes automatisieren. Alternativ o- der zusätzlich lässt sich mit Hilfe der Kraftauswerteeinheit aus der ermittelten Abziehkraft feststellen, ob die Abziehkraft ganz oder teilweise unterhalb eines Schwellwer- tes verläuft, was auf eine fehlerbehaftete Fügeoberfläche als quantitative Bewertung schließen lässt. Die Bildauswerteeinheit sowie die Kraftauswerteeinheit können dabei in Form von Softwaremodulen auf einer digitalen Recheneinheit ablaufen, wobei die Recheneinheit dann mit der Kamera bzw. dem Kraftsensor signaltechnisch verbunden ist. In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das flächenförmige Prüftextil nach dem Aushärten der Klebstoffgrundierung zusätzlich konditioniert, um so die Klebstoffgrund ierung zusätzlich durch äußere Einflüsse zu belasten. Hierzu wird das Prüftextil über eine vorgegebene Zeitspanne mit einer vorgegebenen Prüftemperatur beaufschlagt und/oder über eine vorgegebene Zeitspanne mit einem Medium in Ver- bindung gebracht, wobei erst nach der Konditionierung das Prüftextil abgezogen wird. Das Medium kann dabei durch den dünnen Film in einer kurzen Zeitspanne in die Grenzschicht diffundieren, so dass kritische Szenarien für die Verbindung erzeugt werden und mit getestet werden können. Hierdurch lassen sich Rückschlüsse auf die Belastung der Verklebung im realen Betrieb ziehen, so dass hierdurch auch eine wei- tergehende Prüfung als nur der reinen Überprüfung der Fügeoberfläche realisiert werden kann. Dabei wird insbesondere die (freiliegende) Klebstoffgrundierung des Prüftextils mit dem Medium in Verbindung gebracht und konditioniert. In addition, it is also advantageous if the peel force is determined during the removal of the sheet-like test fabric by means of a force sensor, wherein a uniform or non-uniform force profile can be determined by means of a force evaluation unit from the determined peel force. This also makes it possible to automate the process of analyzing or evaluating the fracture pattern. Alternatively or additionally, it can be determined with the aid of the force evaluation unit from the determined peel force whether the peel force runs completely or partially below a threshold value, which suggests a faulty joining surface as a quantitative evaluation. The image evaluation unit and the force evaluation unit can thereby run in the form of software modules on a digital computing unit, wherein the computing unit is then signal-technically connected to the camera or the force sensor. In a further advantageous embodiment, the sheet-like Prüftextil is additionally conditioned after curing of the adhesive primer, so as to burden the adhesive primer addition by external influences. For this purpose, the test textile is exposed to a predetermined test temperature over a predetermined period of time and / or is communicated with a medium over a predetermined period of time, with the test fabric being removed only after conditioning. The medium can diffuse through the thin film in a short time in the boundary layer, so that critical scenarios for the connection can be generated and tested with. This makes it possible to draw conclusions about the stress on the bond during real operation, so that a further examination can be realized as merely a mere check of the joining surface. In particular, the (exposed) adhesive primer of the test textile is brought into contact with the medium and conditioned.
Beim Abziehen des Prüftextils hinterlässt das Prüftextil einen Abdruck in der Oberflä- che der gebrochenen Klebstoffgrundierung. Dadurch wird einerseits die Oberfläche vergrößert, was vorteilhaft ist für einen späteren Klebeprozess. Andererseits sorgt dies für eine mechanische Verankerung (Formschluss) zwischen Klebstoffgrundierung und Klebstoff, was ebenfalls hinsichtlich der Festigkeit vorteilhaft ist. So ist es bspw. denkbar und vorteilhaft, wenn ein Prüftextil bereitgestellt wird, dessen Fasermaterial so ausgebildet ist, dass der in der Klebstoffgrundierung verbleibende Abdruck der Fasern des Fasermaterials nach dem Abziehen Hinterschnitte aufweist. When the test fabric is peeled off, the test fabric leaves an imprint in the surface of the broken adhesive primer. As a result, on the one hand the surface is increased, which is advantageous for a later gluing process. On the other hand, this provides a mechanical anchoring (positive connection) between adhesive primer and adhesive, which is also advantageous in terms of strength. Thus, for example, it is conceivable and advantageous if a test textile is provided whose fiber material is designed such that the impression of the fibers of the fiber material remaining in the adhesive primer has undercuts after removal.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird ein Prüftextil bereitgestellt, des- sen Fasermaterial ein äquidistantes Gitter aufweist, wodurch der auf der Oberfläche der Grundierung verbleibende Abdruck ein definiertes Raster hat. Dies erleichtert die optische Auswertung und Quantifizierung etwaiger Fehler, da in der Oberfläche eine Art Messgitter eingeprägt wird. ln einer weiteren Ausführungsform ist es denkbar, dass die gesamte Oberfläche der Klebstoffgrund ierung vollständig kohäsiv gebrochen ist. Hierbei müssen die Haftkräfte zwischen Fasermaterial des Prüftextils und Grundierung größer sein als die Kräfte, die für eine kohäsive Brechung der Grundierung notwendig sind. In einem sol- chen Fall hinterlässt das Prüftextil eine vollständig kohäsiv gebrochene Oberfläche. So kann das Fasermaterial des Prüftextils bspw. mechanisch, physikalisch und/oder chemisch vorbehandelt werden, um es aufzurauen (um einen Oberflächenzustand einzustellen, welcher vorteilhaft für die Ausbildung von Adhäsionskräften ist) und so die Haftkräfte der Grundierung an dem Fasermaterial zu erhöhen. Beispiele für eine mechanische Vorbehandlung wären: Strahlen, Schleifen, für eine physikalische Vorbehandlung: Plasmabehandlung, Coronabehandlung, Beflammen. Beispiele für eine chemischen Vorbehandlung wären: Ätzen, Fluorieren, Beschichten, Behandlung mit Säuren oder Laugen oder anderen Stoffen, welche die Oberfläche verändern. Das Aufrauen des Fasermaterials vergrößert zusätzlich die freie Oberfläche der Grundie- rung, wodurch eine noch bessere Anhaftung des Klebfilms ermöglicht wird. In a further advantageous embodiment, a test textile is provided whose fiber material has an equidistant grid, whereby the impression remaining on the surface of the primer has a defined grid. This facilitates the optical evaluation and quantification of any errors, since a kind of measuring grid is imprinted in the surface. In a further embodiment, it is conceivable that the entire surface of the adhesive base is completely cohesively broken. In this case, the adhesive forces between the fiber material of the test textile and primer must be greater than the forces that are necessary for a cohesive refraction of the primer. In such a case, the test textile leaves a completely cohesively broken surface. For example, the fiber material of the test textile can be pretreated mechanically, physically and / or chemically in order to roughen it (to set a surface state which is advantageous for the formation of adhesion forces) and thus to increase the adhesion forces of the primer to the fiber material. Examples of a mechanical pre-treatment would be: blasting, grinding, for a physical pretreatment: plasma treatment, corona treatment, flaming. Examples of a chemical pretreatment would be: etching, fluorination, coating, treatment with acids or alkalis or other substances which change the surface. The roughening of the fiber material additionally increases the free surface of the primer, which allows an even better adhesion of the adhesive film.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können die Fasern des Fasermaterials auch mit einer speziellen Beschichtung versehen sein, welche als Haftvermittler dient. Diese Beschichtung kann nach dem Abziehen des Prüftextils im Bereich der Faserabdrücke auf der Oberfläche der Grundierung verbleiben und bei der folgenden Verklebung funktionelle Aufgaben übernehmen oder bspw. die Anhaftung an den Klebstoff verbessern oder bspw. als Rissstopper für die spätere Klebschicht fungieren. Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Klebstoffgrund ierung zunächst vollständig ausgehärtet werden, bevor das flächenförmige Prüftextil abgezogen wird. Hierdurch kann das Prüftextil bis zur weiteren Verarbeitung des Substrates auf der Fügeoberfläche des Substrates verbleiben und so die Fügeoberfläche vor Verunreinigungen schützen. Denkbar ist aber auch, dass die Klebstoffgrundierung nur teilweise ausgehärtet wird, ehe das Prüftextil abgezogen wird . Hierdurch kann die Wahrscheinlichkeit einer sauber kohäsiv gebrochenen Oberfläche nach dem Abziehen verbessert werden und eine Restreaktivität der Klebstoffgrundierung kann zu einer besseren Verklebung mit dem anschließend aufgetragenen Klebstoff führen . Durch den kohäsiven Bruch der Klebstoffgrundierung wird eine reaktive Oberfläche mit einer hohen Oberflächenenergie erzeugt, wodurch später aufgeklebte Bauteile besser haften. Um eine definierte Schichtdicke der verbleibenden Klebstoffgrundierung zu erzielen, können Abstandshalter verwendet werden. In der einfachsten Form stellen die Fasern des Fasermaterials bzw. das Fasermaterial selber die Abstandshalter dar. In a further advantageous embodiment, the fibers of the fiber material can also be provided with a special coating which serves as a bonding agent. This coating can remain on the surface of the primer in the area of the fiber prints after the test textile has been removed and can perform functional tasks in the subsequent bonding or, for example, improve the adhesion to the adhesive or, for example, act as a crack stopper for the subsequent adhesive layer. According to the present invention, the adhesive base can first be completely cured before the sheet-like Prüftextil is removed. As a result, the test textile can remain on the joining surface of the substrate until further processing of the substrate and thus protect the joining surface from contamination. It is also conceivable that the adhesive primer is only partially cured before the test fabric is removed. This can improve the likelihood of a cleanly cohesively broken surface after stripping and residual reactivity of the adhesive primer can result in better bonding to the subsequently applied adhesive. The cohesive breakage of the adhesive primer produces a reactive surface with high surface energy, which adhere better to later adhered components. Spacers may be used to achieve a defined layer thickness of the remaining adhesive primer. In the simplest form, the fibers of the fiber material or the fiber material itself represent the spacers.
Denkbar ist aber auch, dass das Prüftextil zusätzliche Abstandshalter aufweist, um eine vorgegebene Schichtdicke der auf dem Substrat verbleibenden Klebstoffgrun- dierung zu erreichen. Solche Abstandshalter können in das Fasermaterial integriert werden oder können Bestandteil der Klebstoffgrundierung zwischen Substrat und Fasermaterial des Prüftextils sein. Solche Abstandshalter können zusätzliche Flächengebilde sein, wie bspw. dünne Vliesmatten, Netze und/oder Geknüpfe), oder eine Vielzahl von gleichmäßig verteilten Körper, wie bspw. Kugeln definierter Größe, sein. Die in der Klebstoffgrundierung enthaltenen Abstandshalter verbleiben dabei in der auf dem Substrat verbleibenden Klebstoffgrundierung. However, it is also conceivable that the test textile has additional spacers in order to achieve a predetermined layer thickness of the adhesive primer remaining on the substrate. Such spacers may be integrated into the fibrous material or may be part of the adhesive primer between substrate and fibrous material of the test fabric. Such spacers may be additional sheets, such as thin nonwoven mats, nets, and / or knickers), or a plurality of evenly distributed bodies, such as spheres of defined size. The spacers contained in the adhesive primer remain in the remaining on the substrate adhesive primer.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit dem Verfahren gemäß Anspruch 12 zum Auftragen eines Werkstoffes auf ein Substrat gelöst, wobei zunächst die Fügeoberfläche mittels des vorherbeschriebenen Verfahrens überprüft wird. Sofern die Überprüfung der Fügeoberfläche positiv war, d.h. es keine Unregelmäßigkeiten im Bruchbild gab oder keine Unregelmäßigkeiten in der Abziehkraft erkennbar waren, wird der Werkstoff auf die nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils verbleibende Klebstoffgrundierung aufgetragen. Incidentally, the object is also achieved with the method according to claim 12 for applying a material to a substrate, wherein first the joining surface is checked by means of the previously described method. If the check of the joint surface was positive, i. If there were no irregularities in the fracture pattern or no irregularities in the peel force could be discerned, the material is applied to the adhesive primer remaining after the removal of the sheet-like test fabric.
Der Werkstoff kann ein Klebstoff, ein Klebstoff mit zu fügendem Bauelement und/oder eine Beschichtung (wie bspw. Lacke) sein. The material can be an adhesive, an adhesive with a component to be joined and / or a coating (such as, for example, paints).
In einer Ausführungsform handelt es sich bei dem Substrat um ein Faserverbundbau- teil, welches aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial hergestellt ist. In one embodiment, the substrate is a fiber composite component, which is produced from a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material.
Bei dem Substrat kann es sich aber auch um einen anderen, insbesondere isotropen Werkstoff handeln, wie bspw. einen Polymerwerkstoff, Metallwerkstoff, organische Materialien und/oder anorganische Materialien. Als Polymerwerkstoffe können bspw. Duromere (Epoxide, ungesättigte Polyester, Vinylester, Phenolharze), Elastomere (Kautschuk, Polysulphide, Silikone, Polyurethane), Thermoplaste (Polyetherketonke- ton, Polyamid, Polyester, usw.) verwendet werden. Als Metallwerkstoffe kommen ins- besondere Stahl, Aluminium, Titan, Magnesium, Buntmetalle, usw. in Betracht. Als Organische Materialien können insbesondere Knochen, Holz und Zähne Anwendung finden. Als anorganische Materialien sind insbesondere Glas, Zement, Keramik, Gestein oder Gemische hiervon denkbar. Dabei kann das Substrat gerade kein Faserverbundbauteil hergestellt aus einem Faserverbundwerkstoff sein. The substrate may also be another material, in particular isotropic material, such as, for example, a polymer material, metal material, organic Materials and / or inorganic materials. As polymer materials, for example, duromers (epoxies, unsaturated polyesters, vinyl esters, phenolic resins), elastomers (rubber, polysulphides, silicones, polyurethanes), thermoplastics (Polyetherketonke- ton, polyamide, polyester, etc.) can be used. As metal materials, in particular steel, aluminum, titanium, magnesium, non-ferrous metals, etc. are considered. In particular, bones, wood and teeth can be used as organic materials. As inorganic materials in particular glass, cement, ceramic, rock or mixtures thereof are conceivable. In this case, the substrate may not be a fiber composite component made of a fiber composite material.
In einer weitere vorteilhaften Ausführungsform, insbesondere in Verbindung mit einem Faserverbundbauteil als Substrat, ist der Werkstoff ein Klebwerkstoff, wobei ein Bauelement mittels des auf die nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils verbleibende Klebstoffgrundierung aufgetragenen Klebwerkstoffes gefügt wird. Hier- für kann auf die auf der Fügeoberfläche verbliebene Klebstoffgrundierung ein Klebstoff aufgetragen werden, der dann anschließend mit dem Bauelement in Kontakt gebracht wird und anschließend ausgehärtet wird, um so eine feste Klebstoffverbindung zu bewirken. Denkbar ist aber auch, dass der Klebstoff und das Bauelement gleichzeitig aufgebracht und gefügt werden, beispielsweise dann, wenn es sich bei dem Bauelement um ein Prepreg handelt, bei dem bereits Matrixmaterial in ein Fasermaterial infundiert ist. Bei dem Bauelement kann es sich aber auch um einen Werkstoff handeln, der einen Klebwerkstoff immanent enthält, wie bspw. Oberflächenbeschich- tungen, Versiegelungen, Prepregs oder Lacke. Wie auch bei dem Verfahren zur Überprüfung der Fügeoberfläche kann vor der Überprüfung der Fügeoberfläche die Fügeoberfläche zur Verklebung vorbehandelt werden, indem hierfür beispielsweise beschädigtes Material durch Fräsen oder Schneiden aus dem Faserverbundbauteil entfernt wird. Nach dem sauberen Vorbehandlung der beschädigten, zu reparierenden Stelle wird sodann die Fügeoberfläche mit dem vorherbeschriebenen Verfahren überprüft und anschließend das Bauelement geklebt. In a further advantageous embodiment, in particular in conjunction with a fiber composite component as a substrate, the material is an adhesive material, wherein a component is joined by means of the applied to the remaining after the removal of the sheet-like Prüftextils adhesive primer adhesive material. For this purpose, an adhesive can be applied to the remaining adhesive on the joining surface, which is then subsequently brought into contact with the component and then cured, so as to effect a solid adhesive connection. However, it is also conceivable that the adhesive and the component are applied and joined simultaneously, for example when the component is a prepreg in which matrix material has already been infused into a fiber material. The component may, however, also be a material which inherently contains an adhesive material, such as, for example, surface coatings, sealants, prepregs or lacquers. As with the method for checking the joining surface, the joining surface can be pretreated for bonding before checking the joining surface, for example by removing damaged material from the fiber composite component by milling or cutting. After the clean pretreatment of the damaged area to be repaired, the joining surface is then checked with the previously described method, and then the component is glued.
Ist das zu fügende Bauelement ein Reparaturpatch, so ist es beispielsweise denkbar, dass in das Faserverbundbauteil im Bereich der beschädigten, zu reparierenden Stelle eine Schäftung eingebracht wird, wobei basierend auf dem Querschnitt der Schäftung dann ein hierzu korrespondierendes Reparaturpatch hergestellt wird. Die Schäftung wird dann ebenfalls mit dem vorherbeschriebenen Verfahren überprüft und, sofern die Überprüfung der Fügeoberfläche positiv war, das Reparaturpatch dann in die Schäftung eingeklebt. If the component to be joined is a repair patch, it is conceivable, for example, that in the fiber composite component in the area of the damaged, to be repaired If a Schäftung is introduced, based on the cross section of the Schäftung then a corresponding repair patch is made. The sheath is then also checked with the previously described method and, if the check of the joining surface was positive, the repair patch then glued into the Schaftung.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit einer Vorrichtung zum Überprüfen einer Fügeoberfläche eines Substrates, insbesondere eines Faserverbundbauteils, gemäß Anspruch 16 gelöst, wobei die Vorrichtung eine Kamera und eine Bildauswerteeinheit und/oder einen Kraftsensor und eine Kraftauswerteeinheit hat und zur Durchführung des Überprüfungsverfahrens wie vorherstehend beschrieben ausgebildet ist. Die Kamera und die Bildauswerteeinheit dienen dabei zur qualitativen Bewertung, während der Kraftsensor und die Kraftauswerteeinheit zur quantitativen Bewertung der Fügeoberfläche und des Grundierungswerkstoffes dienen. The object is also achieved with a device for checking a joining surface of a substrate, in particular a fiber composite component, according to claim 16, wherein the device has a camera and an image evaluation unit and / or a force sensor and a force evaluation and for performing the verification method as described above is trained. The camera and the image evaluation unit serve for the qualitative evaluation, while the force sensor and the force evaluation unit serve for the quantitative evaluation of the joining surface and of the priming material.
Basierend auf der qualitativen Bewertung bzw. der quantitativen Bewertung der Fügeoberfläche lässt sich sodann ableiten, ob die Fügeoberfläche für eine Verklebung hinreichend geeignet ist oder ob weitere vorbereitende Maßnahmen durchgeführt werden müssen. Based on the qualitative evaluation or the quantitative assessment of the joining surface can then be deduced whether the joining surface is sufficiently suitable for bonding or whether further preparatory measures must be carried out.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail by way of example with reference to the attached figures. Show it:
Schematische Darstellung der wesentlichen Verfahrensschritte zur Überprüfung; Schematic representation of the essential process steps for checking;
Schematische Darstellung einer Reparatur basierend auf der Überprüfung;  Schematic representation of a repair based on the review;
Ausführungsbeispiel einer Überprüfung;  Exemplary embodiment of a check;
Schematisch-makroskopische Darstellung eines Bruchbildes.  Schematic macroscopic representation of a fracture pattern.
Figuren 1 a-1 c zeigen einen möglichen Ablauf des Uberprüfungsverfahrens in sche- matischer Darstellung. Im ersten Schritt (a) wird zunächst ein Substrat in Form eines Faserverbundbauteils 10 bereitgestellt, das aus mehreren Lagen Fasermaterial 1 1 aufgebaut ist. Das Faserverbundbauteil 10, welches hier in einem Querschnitt dargestellt ist, weist eine Beschädigung 12 auf, die repariert werden soll. Diese Schädigung 12 erstreckt sich dabei über mehrere Fasermateriallagen 1 1 . FIGS. 1 a-1 c show a possible sequence of the verification method in a schematic representation. In the first step (a), first a substrate in the form of a fiber composite component 10 is provided which is constructed from a plurality of layers of fiber material 11. The fiber composite component 10, which is shown here in a cross-section, has a damage 12 which is to be repaired. This damage 12 extends over several fiber layers 1 1.
Im nächsten Schritt (b) wird der geschädigte Bereich 12 des Faserverbundbauteils 10 entfernt, in dem großflächig eine Schäftung 13 in das Faserverbundbauteil 10 ein- gebracht wird. In the next step (b), the damaged area 12 of the fiber composite component 10 is removed, in which a shank 13 is introduced into the fiber composite component 10 over a large area.
Diese Schäftung 13 zur Entfernung des geschädigten Bereiches 12 kann dabei manuell oder maschinell eingebracht werden, was gemeinhin auch als Oberflächenvorbereitung bezeichnet wird. Anschließend erfolgt die Oberflächenvorbehandlung, was beispielsweise mittels Schleifen, Strahlen oder Fräsen erfolgen kann. Dieser Vorgang kann auch Reinigungs- oder Aktivierungsvorgänge (z.B. mittels Plasma) beinhalten. Das Ergebnis des zweiten Schrittes (b) ist sodann eine Fügeoberfläche 14, die später in ein Reparaturpatch eingebracht werden soll. Diese Fügeoberfläche 14 ist im Anschluss an den Schritt (b) soweit vorbereitet, dass der Schritt des Verkle- bens beginnen kann. Erfindungsgemäß wird nun zuvor eine Überprüfung der Fügeoberfläche 14 durchgeführt, um die Wirksamkeit der Verklebung zu gewährleisten. Hierfür wird in Schritt (c) ein flächenförmiges Prüftextil 20 auf die Fügeoberfläche 14 der Schaffung 13 eingelegt, wobei das flächenförmige Prüftextil 20 ein Fasermaterial 21 hat, welches durch eine Klebstoffgrundierung 22 getränkt ist. In Randbereichen kann das flächenförmige Prüftextil umgeschlagen werden, um so eine Lasche 23 für das darauffolgende Abziehen zu generieren. Um ein Ankleben der Lasche 23 an das Prüftextil 20 zu verhindern, kann eine Trennfolie 24 zwischen Lasche 23 und Prüftextil vorgesehen sein. Denkbar ist auch, dass mittels einer Trennfolie, wie auf das Faserverbundbauteil 10 in Randbereichen aufgelegt wird, eine Lasche generiert wird, die ein Anbinden verhindert. This Schäftung 13 to remove the damaged area 12 can be introduced manually or mechanically, which is commonly referred to as surface preparation. Subsequently, the surface pretreatment, which can be done for example by means of grinding, blasting or milling. This process can also include cleaning or activation processes (eg by means of plasma). The result of the second step (b) is then a joining surface 14, which is to be introduced later in a repair patch. This joining surface 14 is prepared after step (b) to the extent that the step of bonding can begin. According to the invention, a check of the joining surface 14 is now carried out beforehand in order to ensure the effectiveness of the bond. For this purpose, in step (c) a sheet-like test textile 20 is placed on the joining surface 14 of the creation 13, wherein the sheet-like test fabric 20 has a fiber material 21 which is impregnated by an adhesive primer 22. In peripheral areas, the sheet-like Prüftextil can be turned over so as to generate a tab 23 for subsequent removal. In order to prevent the tab 23 from sticking to the test textile 20, a separating film 24 can be provided between the tab 23 and the test textile. It is also conceivable that by means of a release film, as is placed on the fiber composite component 10 in edge regions, a tab is generated, which prevents tethering.
Nachdem das Prüftextil 20 auf die Fügeoberfläche 14 appliziert wurde, wird im nächsten darauffolgenden Schritt (d) das Prüftextil konsolidiert, d.h. ausgehärtet. Hierzu wird das Prüftextil 20 mit Wärme und ggf. Druck beaufschlagt. Letztendlich hängt die Behandlung des applizierten flächenförmigen Prüftextils 20 davon ab, in welcher Art und Weise die Klebstoffgrundierung des Prüftextils 20 aushärtet. Wurde als Klebstoffgrundierung ein Matrixmaterial genommen, das dem Matrixmaterial des Faserverbundbauteils entspricht, oder das dem Klebstoff der späteren Verklebung entspricht, so wird in der Regel das Prüftextil mit einer entsprechenden Temperatur und einem Druck beaufschlagt, so wie dies beispielsweise in einem für Fasersverbundtechnologie üblichen Vakuumaufbau bei erhöhter Temperatur und Druck erfolgt. After the test fabric 20 has been applied to the joining surface 14, the next subsequent step (d) consolidates the test fabric, i. hardened. For this purpose, the test textile 20 is subjected to heat and possibly pressure. Ultimately, the treatment of the applied sheet-like test fabric 20 depends on the manner in which the adhesive primer of the test fabric 20 hardens. If a matrix material which corresponds to the matrix material of the fiber composite component, or which corresponds to the adhesive of the subsequent bonding, is usually applied to the test textile with a corresponding temperature and pressure, as is the case, for example, in a vacuum construction customary for fiber composite technology increased temperature and pressure takes place.
In einem sich daran anschließenden optionalen Schritt kann das Prüftextil für eine weitergehende Prüfung konditioniert werden, indem es mit einer gewünschten Prüf- temperatur und ggf. einem Medium beaufschlagt wird. Das Medium kann beispielsweise Wasser oder andere Stoffe sein, mit denen das Faserverbundbauteil regelmäßig in Kontakt kommt. Das Medium kann beispielsweise durch einen dünnen Film in einer kurzen Zeitspanne in die Grenzschicht diffundieren. Die darauffolgende Prüfung erfolgt dadurch unter Medien- und Temperatureinfluss, sodass auch kritische Szenarien für die Verbindung erzeugt werden können. In an optional step following this, the test textile can be conditioned for further testing by applying it to a desired test temperature and possibly to a medium. The medium can be, for example, water or other substances with which the fiber composite component regularly comes into contact. For example, the medium can diffuse into the boundary layer through a thin film in a short period of time. The subsequent check is done under the influence of media and temperature, so that critical scenarios for the connection can be created.
Im anschließenden Schritt (e) wird nun das Prüftextil 20 mithilfe der Lasche 23 von der Fügeoberfläche 14 abgezogen, was manuell oder maschinell erfolgen kann. Die gesamte Prüffläche, d.h. die Fügeoberfläche 14, kann dabei auch mit mehreren flächigen Prüftextilien in definierter Breite belegt sein, welche einzeln abgezogen werden. Dadurch wird eine vergleichbare, auf die Textilbreite bezogene Abziehkraft gemessen. Der Abzugswinkel, die Abzugsgeschwindigkeit und die Abzugsrichtung be- züglich der Faserorientierung können dabei je nach Anforderungen definiert werden. In the subsequent step (e), the test textile 20 is now removed from the joining surface 14 by means of the tab 23, which can be done manually or by machine. The entire test surface, ie the joining surface 14, can also be covered with a plurality of flat test textiles in a defined width, which are individually peeled off. As a result, a comparable peel force related to the textile width is measured. The take-off angle, the withdrawal speed and the withdrawal direction with regard to the fiber orientation can be defined depending on the requirements.
In einer vorteilhaften Ausführung sind die Ränder dieser Streifen von Prüftextil so ausgeführt, dass ein Einreißen der Streifen vermieden wird. Hierzu ist es insbesondere denkbar, dass die Streifen am Rand thermisch versiegelt sind oder beispiels- weise eine Webkante aufweisen. In an advantageous embodiment, the edges of these strips of test fabric are designed so that tearing of the strips is avoided. For this purpose, it is in particular conceivable that the strips are thermally sealed at the edge or, for example, have a selvage.
Im Normalfall erfolgt beim Abziehen des Prüftextils ein kohäsiver Bruch in der Klebstoffgrundierung, wodurch Teile der Klebstoffgrundierung auf der Fügeoberfläche 14 verbleiben und eine definierte, saubere und für die darauffolgende Verklebung vorbe- reitete Oberfläche entsteht. Wurde nach dem Abziehen des Prüftextils 20 festgestellt, dass die gesamte Grundierung gleichmäßig, vollständig und fehlerfrei an der Fügeoberfläche 14 anhaftet, so wurde die Klebstoffgrundierung über die gesamte Fläche des Prüftextils hinweg kohäsiv gebrochen, was darauf schließen lässt, dass die Grenzfläche zum Faserverbundbauteil 10 der aufgebrachten Belastung standgehal- ten hat. In diesem Fall können der Klebstoff und das Reparaturmaterial direkt auf die grundierte Fügeoberfläche 14 appliziert werden. Normally, when the test fabric is peeled off, a cohesive break occurs in the adhesive primer, as a result of which parts of the adhesive primer remain on the joining surface 14 and a defined, clean surface preparatory to the subsequent bonding arises. If, after peeling off the test fabric 20, it has been found that the entire primer adheres evenly, completely and without defects to the joining surface 14, the adhesive primer has been cohesively refracted over the entire surface of the test fabric, which suggests that the interface with the fiber composite component 10 of FIG has withstood the applied load. In this case, the adhesive and the repair material can be applied directly to the primed joining surface 14.
Weist das Bruchbild jedoch Unregelmäßigkeiten, Beschädigungen oder Fehler auf, so lag eine ungenügende vorbereitete bzw. vorbehandelte Fügeoberfläche 14 vor, auf die keine sichere Verklebung durchgeführt werden kann. Derartige entstehende Fehler, die sich an dem Bruchbild erkennen lassen, sind im Schritt (f) erkennbar. Hier ist schematisch das abgezogene Prüftextil gezeigt, das in einem ersten Bereich 25 sowohl Teile der Klebstoffgrundierung 22, die eigentlich an der Fügeoberfläche 14 haften sollte, als auch Teile des Faserverbundbauteils 10 enthält, so dass sich in dem Bruchbild im Bereich 25 eine Unregelmäßigkeit bzw. eine Fehlstelle ergibt. In diesem Bereich war der Untergrund der Fügeoberfläche 14 nicht stabil genug, so dass durch das Anhaften der Klebstoffgrundierung 22 an der Fügeoberfläche 14 eine größere Anhaftung entstand, als gemeinhin im Bereich 25 in dem Faserverbundbauteil 10. Die Oberflächenvorbehandlung war im Bereich 25 somit nicht ausreichend. In einem weiteren Bereich 26 haftete hingegen die Klebstoffgrundierung 22 nicht hinreichend an der Fügeoberfläche 14, was ebenfalls auf eine nicht ausreichende Oberflächenvorbehandlung der Fügeoberfläche 14 schließen lässt. Auch im Bereich 26 entsteht im Bruchbild sowohl beim dem Faserverbundbauteil als auch bei dem Prüf- textil eine Unregelmäßigkeit bzw. eine Fehlstelle, die mit bloßem Auge sofort erkennbar ist. However, if the fracture pattern has irregularities, damage or defects, then there was insufficiently prepared or pretreated joining surface 14 on which no secure bonding can be carried out. Such errors which can be detected on the fracture pattern can be seen in step (f). Here, the withdrawn test fabric is shown schematically, which contains both parts of the adhesive primer 22, which should actually adhere to the joining surface 14, as well as parts of the fiber composite component 10 in a first region 25, so that in the fracture image in the area 25 an irregularity or gives a flaw. In this area, the substrate of the joining surface 14 was not stable enough, so that adhesion of the adhesive primer 22 to the joining surface 14 resulted in greater adhesion than commonly found in the region 25 in the fiber composite component 10. The surface pretreatment was thus not sufficient in the region 25. In a further region 26, by contrast, the adhesive primer 22 did not sufficiently adhere to the joining surface 14, which likewise suggests inadequate surface pretreatment of the joining surface 14. Also in region 26, an irregularity or a defect, which is immediately recognizable to the naked eye, develops in the fracture pattern both in the fiber composite component and in the test textile.
Damit lässt sich anhand des Bruchbildes eine qualitative Bewertung zur Überprüfung der Fügeoberfläche durchführen indem festgestellt wird, ob das Bruchbild, beispielsweise an der Fügeoberfläche 14, Fehlstellen bzw. Unregelmäßigkeiten aufweist, die sich darin manifestieren, dass die anhaftende Klebstoffgrundierung nicht durchgehend an der Fügeoberfläche 14 haftet. Alternativ oder zusätzlich kann auch die Abziehkraft (F) beim Abziehen des Prüftex- tils 20 ermittelt und dann über den Prüfweg abgetragen werden, sowie dies in Schritt (g) dargestellt ist. Die Bereiche 25 und 26 entsprechen dabei den Bereichen 25 und 26 in Schritt (f), wo das Bruchbild entsprechende Fehlstellen aufweist. In diesen Bereichen sackt die Abziehkraft sprunghaft ab, was durch eine mangelnde Anhaftung der Klebstoffgrundierung oder des Faserverbundmaterials des Faserverbundbauteils resultiert. Auch hier kann durch Abweichungen von einer gleichmäßigen Abziehkraft von entsprechenden Fehlstellen ausgegangen werden. Es wird somit möglich, die Fügeoberfläche nicht nur direkt hinsichtlich ihrer Beschaffenheit zum Zwecke einer Verklebung zu überprüfen, sondern gleichzeitig auch bei einer erfolgreichen Überprü- fung die Fügeoberfläche für den darauffolgenden Klebevorgang soweit vorzubereiten, dass eine definierte Klebefläche gebildet wird, auf die definiert eine entsprechende Verklebung garantiert werden kann. This makes it possible to perform a qualitative assessment of the joining surface by determining whether the fracture pattern, for example at the joining surface 14, has flaws or irregularities manifested in the adherent adhesive primer not adhering to the joining surface 14 throughout , Alternatively or additionally, the peel force (F) can also be determined when the test fabric 20 is removed and then removed via the test path, as shown in step (g). The areas 25 and 26 correspond to the areas 25 and 26 in step (f), where the fracture pattern has corresponding defects. In these areas, the peel force drops abruptly, resulting in a lack of adhesion of the adhesive primer or the fiber composite material of the fiber composite component. Again, it can be assumed by deviations from a uniform peel force of corresponding defects. It is thus possible to check the joining surface not only directly with respect to its nature for the purpose of bonding, but at the same time to prepare the joining surface for the subsequent bonding process in a successful review that a defined adhesive surface is formed on which defines a corresponding adhesive Gluing can be guaranteed.
In Figur 2 ist dabei die Reparatur des in den Figuren 1 a-1 c gezeigten Faserverbund- bauteils 10 erkennbar. Nachdem die Überprüfungsschritte der Figuren 1 a-1 c durchgeführt wurden, verbleibt ein Teil der Klebstoffgrundierung 22 auf der Fügeoberfläche 14 des Faserverbundbauteils 10. Auf diese Klebstoffgrundierung wird nun der entsprechende Klebstoff 27 für die Reparatur aufgetragen, wobei anschließend dann das Reparaturpatch 28 in die Schäftung eingebracht wird. Das Reparaturpatch 28 kann dabei beispielsweise ebenfalls ein Faserverbundmaterial sein. Die Klebstoffschicht 27 kann dabei gleichzeitig mit dem Reparaturpatch 28 in Form eines Pre- pregs eingebracht werden. Optional können in einem sekundären Prüfbereich 29 ein Auslauf des Prüftextils 20 und/oder ein Auslauf des Klebstoffes 27 mit einem Prüfgewebe angeordnet sein. Hierüber kann die Anbindung des Klebstoffes an die Grundierung überprüft werden. Außerdem kann dieser Bereich für einen Langzeittest der Anbindung der Grundierung an das Faserverbundbauteil sowie des Klebstoffes an die Grundierung genutzt werden. Dazu verbleibt das Prüfgewebe in dem entsprechenden Material (Grundierung oder Klebstoff) und wird erst zu einem späteren Zeitpunkt abgezogen. Zwischenzeitlich kann der sekundäre Prüfbereich überlackiert werden, so dass er optisch und aerodynamisch keinen Einfluss hat. FIG. 2 shows the repair of the fiber composite component 10 shown in FIGS. 1a-1c. After the verification steps of Figures 1 a-1 c have been performed, a portion of the adhesive primer 22 remains on the joining surface 14 of the fiber composite component 10. On this adhesive primer, the corresponding adhesive 27 is then applied for repair, and then then the repair patch 28 in the Schäftung is introduced. The repair patch 28 may be, for example, also a fiber composite material. The adhesive layer 27 can be introduced simultaneously with the repair patch 28 in the form of a pre-preg. Optionally, an outlet of the test textile 20 and / or an outlet of the adhesive 27 with a test fabric can be arranged in a secondary test area 29. Over this the connection of the adhesive to the primer can be checked. In addition, this area can be used for a long-term test of the connection of the primer to the fiber composite component and the adhesive to the primer. For this purpose, the test fabric remains in the appropriate material (primer or adhesive) and will be deducted at a later date. In the meantime, the secondary test area can be painted over so that it has no influence visually and aerodynamically.
Denkbar ist aber auch, dass mit Hilfe des Prüftextils die Anbindung des Klebstoffes 27 an das Reparaturpatch 28 überprüft wird. Dazu wird unter den gewünschten Bereich eine Trennfolie gelegt, der Klebstoff mit dem Prüftextil versehen und darüber das Reparaturpatch aufgebracht. Nach der Aushärtung des Reparaturpatches wird der Bereich durch die Trennfolie vom Bauteil getrennt. Anschließend wird das Prüftextil vom abgetrennten Bereich abgezogen, wobei das Interface von Klebstoff zu den darüberliegenden Reparaturlagen belastet und somit abgeprüft wird. Somit können alle Interfaces des Verbindungssystems, nämlich Bauteil-Grundierung, Grundie- rung-Klebstoff und Klebstoff-Reparaturpatch geprüft werden. Denkbar ist aber auch, dass mit Hilfe des Prüftextils die Anbindung des Klebstoffes 27 an das Material des Reparaturpatches 28 überprüft wird. Dazu wird neben dem Patch ein Bereich mit Trennfolie belegt, der Klebstoff mit dem Prüftextil versehen und darüber das Material des Reparaturpatch aufgebracht. Nach der Aushärtung des Reparaturpatches wird der zusätzliche Bereich durch die Trennfolie vom Bauteil getrennt. Alle Prüfkörper im sekundären Prüfbereich 29 können entweder direkt im Anschluss an die Reparatur (bzw. nach ggf. erfolgter Konditionierung) geprüft werden, oder aber erst zu einem späteren Zeitpunkt, um einen Langzeittest durchzuführen. Vor der Durchführung des Langzeittest können die Prüfabschnitte ebenfalls konditioniert werden. Die Prüfkörper im sekundären Bereich 29 können mit der eigentlichen Verklebung direkt verbunden sein oder durch eine Unterbrechung/Lücke davon getrennt sein. Zur Prozesskontrolle bei der Bauteilfertigung bzw. Verklebung können Begleitproben mit einer Kontrollanbindung gefertigt werden, die zur Validierung des Prozesses und der korrekten Klebstoffanbindung an die Bauteile dient. Hierzu wird zusätzlich zu den regulären Fügepartnern eine Prüfverbindung aufgebaut, wie sie in Figur 3 gezeigt ist. Bei dieser Prüfverbindung wird ein erster Prüfkörper 31 und ein zweiter Prüfkörper 32 verwendet, wobei an den ersten Prüfkörper 31 ein erstes Prüftextil 33 und an den zweiten Prüfkörper 32 ein zweites Prüftextil 34 angeordnet wird. Der erste und der zweite Prüfkörper werden nun mithilfe ihrer beiden Prüftextilien aneinander gefügt, wobei zwischen den beiden Prüftextilien eine Trennfolie 35 angeordnet ist. Im nächsten Schritt wird nun eine reguläre Klebung sowohl des eigentlich herzustellenden Bauteils als auch der Prüfverbindung 30 durchgeführt, so dass die Kontrollklebung gemeinsam mit der eigentlichen Bauteilklebung in einem Prozessschritt durchgeführt wird. It is also conceivable that the binding of the adhesive 27 to the repair patch 28 is checked with the aid of the test textile. For this purpose, a release film is placed under the desired area, provided the adhesive with the Prüftextil and applied over the repair patch. After the repair patch has cured, the area is separated from the component by the release liner. Subsequently, the test fabric is subtracted from the separated area, whereby the interface of adhesive is loaded to the overlying repair layers and thus checked. Thus, all interfaces of the connection system, namely component primer, primer adhesive and adhesive repair patch can be tested. It is also conceivable that the connection of the adhesive 27 to the material of the repair patch 28 is checked with the aid of the test textile. In addition to the patch, an area is covered with release film, the adhesive is provided with the test textile and the material of the repair patch is applied over it. After the curing of the repair patch, the additional area is separated from the component by the release film. All test specimens in the secondary test area 29 can be tested either directly after the repair (or after any conditioning has taken place), or only at a later time to perform a long-term test. Before carrying out the long-term test, the test sections can also be conditioned. The test specimens in the secondary region 29 may be directly connected to the actual bond or separated therefrom by an interruption / gap. For process control during component production or bonding, accompanying samples can be manufactured with a control connection, which serves to validate the process and the correct adhesive connection to the components. For this purpose, a test connection is established in addition to the regular joining partners, as shown in Figure 3. In this test compound, a first test body 31 and a second test body 32 is used, wherein a first Prüftextil 33 and the second test body 32, a second Prüftextil 34 is arranged on the first test body 31. The first and the second test specimens are now joined together using their two test textiles, wherein a release film 35 is disposed between the two test textiles. In the next step, a regular gluing of both the actual component to be produced and the test connection 30 is carried out, so that the control gluing is carried out together with the actual component gluing in one process step.
Anschließend werden mithilfe der Trennfolie 35 die beiden Fügepartner 31 und 32 der Kontrollverbindung 30 separiert, wobei anschließend dann das Prüftextil 33, 34 von den jeweils beiden Prüfkörpern 31 und 32, wie oben beschrieben, durch Anbringen einer Abzieh kraft abgezogen werden kann. Anschließend lassen sich beide Prüfkörper durch eine qualitative und/oder quantitative Bewertung ihrer Fügeoberfläche überprüfen, wobei das Ergebnis dieser Prüfung repräsentativ für den Fügeprozess der gefertigten Bauteilfügung ist. Subsequently, using the release film 35, the two joining partners 31 and 32 of the control compound 30 separated, then subsequently the Prüftextil 33, 34 of the two test specimens 31 and 32, as described above, by applying a peel force can be deducted. Subsequently, both test specimens can be checked by a qualitative and / or quantitative evaluation of their joining surface, the result of this test being representative of the joining process of the finished component joining.
Dabei wäre es denkbar, dass es sich bei der Prüfverbindung 30 nicht um eine Kon- trollfertigung handelt, sondern um die herzustellende Bauteilverbindung, wobei in einem ersten Schritt die beiden Fügepartner wie in der Prüfverbindung aneinanderge- fügt und dann anschließend das Prüftextil von beiden Fügepartnern 31 und 32 abgezogen wird. Sind beide Bruchbilder der abgezogenen Fügeoberfläche bzw. der Prüf- textile ohne Befund, so können in einem nächsten Schritt die beiden Fügepartner mithilfe einer Klebstoffschicht aneinandergeklebt werden. Das Prüftextil hat die Anforderung, beim Abreißen eine definiert hohe Kraft auf die Klebstoffgrundierung bzw. die Fügeoberfläche zu übertragen und so eine dünne Grundierungsschicht zu hinterlassen, deren Oberfläche sauber und für einen folgenden Klebeprozess anbindungs- fähig ist. Um das Prüftextil dennoch unter geringem Kraftaufwand händisch von der Oberfläche abzureißen, kann das Entfernen wie zuvor beschrieben in schmalen Streifen definierter Breite erfolgen. Erreicht werden die gestellten Anforderungen an das Prüftextil dadurch, dass ein Flächengewebe zur Anwendung kommt, welches eine offene Struktur aufweist. In this case, it would be conceivable that the test connection 30 is not a control production, but the component connection to be produced, in a first step joining the two joining partners as in the test connection and then subsequently the test textile of both joining partners 31 and 32 is subtracted. If both fracture patterns of the peeled joining surface or the test fabric are without result, then in a next step, the two joining partners can be glued together using an adhesive layer. The test textile has the requirement, when tearing off a defined high force on the adhesive primer or To transfer the joining surface and leave a thin primer layer whose surface is clean and suitable for a subsequent gluing process. In order to manually tear off the test textile from the surface with little effort, the removal can be carried out in narrow strips of defined width as described above. The requirements placed on the test textile are achieved by using a fabric which has an open structure.
Über die Architektur des Prüftextils (Bindungsart, Querschnittsaufbau, Fadenausfüh- rung, Monofil/Multifil, Fadenstärke, freie Querschnittsfläche usw.) können unter anderem Parameter wie die Höhe der Prüfkraft bzw. Prüfspannung (ist die Spannung, mit der das jeweilige Interface belastet wird), Höhe der Abzieh kraft (die Kraft, die benötigt wird, um das Textil abzuziehen), Auflösungen für etwaige Defekte, Flächenanteil des kohäsiven Bruchs, Schichtdicke der zurückbleibenden Grundierung und Oberflä- chentopologie der erzeugten Grundierungsschicht eingestellt werden. The architecture of the test fabric (type of binding, cross-sectional structure, thread design, monofilament / multifilament, thread thickness, free cross-sectional area, etc.) can be used to determine parameters such as the height of the test load or test voltage (is the voltage with which the respective interface is loaded). , The amount of peel force (the force needed to peel off the fabric), resolutions for any defects, area fraction of the cohesive fracture, layer thickness of the residual primer, and surface topology of the primer layer produced.
Das Prüftextil kann prinzipiell aus sämtlichen Materialien bestehen. Beispiele sind Kunststoffe, Naturmaterialien oder Metalle. Das jeweilige Material wird zu einem Flächengebilde verarbeitet, welches ein Textil im herkömmlichen Sinne also beispiels- weise ein Gewebe oder Gestrick sein kann. Aber auch Flächengebilde wie beispielsweise Streckmetall oder Gitter bzw. Netze sind denkbar. The test textile can in principle consist of all materials. Examples are plastics, natural materials or metals. The respective material is processed into a fabric, which may be a textile in the conventional sense, for example a woven or knitted fabric. But also fabrics such as expanded metal or grid or networks are conceivable.
Das Prüftextil kann prinzipiell mit Grundierungsmitteln vorimprägniert sein oder aber trocken vorliegen und erst während der Applikation in situ getränkt werden, indem Klebstoff oder Grundierungsmittel auf das Prüftextil aufgebracht wird. The test textile may in principle be preimpregnated with primers or may be dry and soaked in situ during application by applying adhesive or primer to the test fabric.
Bzgl. Figur 3 sind die folgenden Szenarien denkbar. Zum einen können beide Prüfkörper vor der Kontrollklebung unausgehärtet vorliegen und in diesem Prozess mit dem Prüftextil ausgehärtet. Des Weiteren kann vor der Kontrollklebung einer der Prüfkörper unausgehärtet und der andere konsolidiert vorliegen. Schließlich können beide Prüfkörper ausgehärtet sein. Concerning. Figure 3, the following scenarios are conceivable. On the one hand, both test specimens can be uncured before the control bonding and cured with the test textile in this process. Furthermore, one of the test specimens may be uncured and the other consolidated before the control bonding. Finally, both test specimens can be cured.
Figur 4 zeigt schematisch den Vorgang des Abreißens für ein offenes Flächengebilde aus monofilen Fäden mit rundem Querschnitt. Beim Abreißvorgang löst sich das Fasermate al 21 aus der Klebstoffgrundierung 22 heraus, wobei die freien Flächen zwischen den einzelnen Fasern des Fasermaterials 21 kohäsiv brechen. Figure 4 shows schematically the process of tearing off an open fabric of monofilament yarns of round cross-section. When tearing off the Fasermate al 21 dissolves out of the adhesive primer 22, wherein the free surfaces between the individual fibers of the fiber material 21 break cohesively.
Die genaue Topographie der erzeugten Oberfläche ist durch die Eigenschaft des Prüftextils bzw. durch die Form des Fasermaterials einstellbar. Beispielsweise kann auch ein eckiger Querschnitt des Fasermaterials mit Hinterschnitten genutzt werden, um eine relativ gleichmäßige dünne Grundierungsschicht zu erzeugen. The exact topography of the generated surface is adjustable by the property of the test textile or by the shape of the fiber material. For example, an angular cross section of the fiber material with undercuts can be used to produce a relatively uniform thin primer layer.
Durch das Abreißen des Prüftextils und des Bildens einer dünnen Grundierungsschicht auf der Fügeoberfläche wird eine besonders adhäsionsfähige Oberfläche erzeugt. Die Oberfläche ist somit sehr gut für den darauffolgenden Klebe-Fügeprozess vorbereitet. The tearing off of the test fabric and the formation of a thin primer layer on the joining surface produces a particularly adhesive surface. The surface is thus very well prepared for the subsequent adhesive joining process.
Für einen automatisierten Prozess kann dabei eine Recheneinheit 40 vorgesehen sein, die mit einer Kamera 41 und/oder einem Kraftsensor 42 verbunden ist, wie in Figur 4 schematisch stark vereinfacht dargestellt ist. Die Kamera 41 nimmt dabei die Bruchoberfläche der kohäsiv gebrochenen Grundierung auf, wobei mit Hilfe einer Bildauswertung auf der Recheneinheit 40 entsprechende Unregelmäßigkeiten sowie eine nicht vollflächige Haftung der Grundierung 22 an dem Bauteil erkannt werden kann. Erfolgt das Abziehen des Prüftextils automatisiert mit einer Vorrichtung, so kann die Kraft F mit Hilfe des Sensors 42 detektiert werden. Durch eine Analyse des Kraftverlaufes lässt sich sodann die Oberfläche wie vorstehend beschrieben überprü- fen. For an automated process, an arithmetic unit 40 may be provided which is connected to a camera 41 and / or a force sensor 42, as shown schematically in greatly simplified form in FIG. The camera 41 takes on the fracture surface of the cohesively refrained primer, with the aid of an image analysis on the arithmetic unit 40 corresponding irregularities and non-full-surface adhesion of the primer 22 can be detected on the component. If the removal of the test textile is automated with a device, the force F can be detected with the aid of the sensor 42. By analyzing the force curve, the surface can then be checked as described above.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es dabei auch möglich, stark gekrümmte Oberflächen zu prüfen. Dies ist bei den allermeisten konventionellen Ansätzen nicht möglich. Außerdem erlaubt es das erfindungsgemäße Verfahren, die Über- prüfung der Fügeoberfläche lagenunabhängig und/oder positionsunabhängig durchzuführen. Nach der Prüfung auf Defekte und Feststellung einer fehlerfreien Oberfläche erzeugt das erfindungsgemäße Verfahren eine saubere, definierte Oberfläche, auf welcher im Anschluss direkt geklebt werden kann. Die Oberflächenqualität ist aber im Gegensatz zu herkömmlichen Reparaturprozessen nicht vom Faktor Mensch abhängig. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es darüber hinaus, den Zustand der vorbehandelten Fügeoberfläche zu fixieren. Die Klebstoffapplikation muss daher nicht unmittelbar nach Abschluss der Oberflächenvorbehandlung erfolgen. Somit lässt sich ein Reparaturprozess zeitlich flexibler gestalten. Schließlich erlaubt es die Erfindung auch, Kontaminationen zu detektieren, welche erst während des Klebeprozesses bei erhöhter Temperatur, z.B. durch Diffusion aus dem Substrat-Werk- stoffinneren an die Oberfläche, wirksam werden. Diese Gefahr kann durch übliche Oberflächenanalyseverfahren vor dem Kleben nicht erkannt werden. Die Klebstoffgrundierung kann einen reaktiven Stoff darstellen, beispielsweise auf Epoxid-Basis, welcher ein ähnliches Eigenschaftsprofil wie der zur Reparatur verwendete Klebstoff aufweist, dessen genaue Eigenschaften jedoch auf die spezielle Aufgabe maßgeschneidert sein können (im einfachsten Fall: Klebstoffgrundierung = Klebstoff). Dazu gehört unter anderem die Ausführung einer sehr starken Anbindung an das Substrat, eine gute Kontaminationstoleranz sowie die Eigenschaft, in einem nachfolgenden Schritt eine besonders gute Anbindung an den Klebstoff zu ermöglichen. Die Klebstoffgrundierung (Primer) ist farblich so abgestimmt, dass er sich gut von dem Substrat mit dem Prüftextil abzeichnet und Defekte optisch leicht erkennen lässt. Die Grundierung kann so formuliert sein, dass sich ihre Eigenschaft während des späteren Aushärtens des Klebefilms ändert und die gewünschte Endeigenschaft annimmt. Dies entspricht einem Temperschritt während der Klebfilmaushärtung bei erhöhter Temperatur. So ist es beispielsweise möglich, dass die Grundierung nach dem Aushärten des Prüftextils noch eine Restreaktivität besitzt, also nicht vollständig ausreagiert ist, und dadurch im folgenden Klebeprozess mit dem Klebstoff vernetzt und somit besonders starke chemische Bindungen eingeht. With the aid of the method according to the invention, it is also possible to test strongly curved surfaces. This is not possible with the vast majority of conventional approaches. In addition, the method according to the invention makes it possible to carry out the checking of the joining surface in a position-independent and / or position-independent manner. After checking for defects and determining a defect-free surface, the method according to the invention produces a clean, defined surface on which it can be glued directly afterwards. The surface quality, however, unlike conventional repair processes, is not human dependent. Moreover, the method according to the invention makes it possible to fix the condition of the pretreated joining surface. The adhesive application therefore does not have to take place immediately after completion of the surface pretreatment. Thus, a repair process can be made more flexible in terms of time. Finally, the invention also makes it possible to detect contaminations which become effective only during the bonding process at elevated temperature, for example by diffusion from the substrate material interior to the surface. This risk can not be detected by conventional surface analysis methods before gluing. The adhesive primer may be a reactive substance, for example, epoxy based, which has a similar property profile to the adhesive used for repair, but whose exact characteristics may be tailored to the particular task (in the simplest case: adhesive primer = adhesive). Among other things, this includes the execution of a very strong connection to the substrate, a good contamination tolerance as well as the ability to allow a particularly good connection to the adhesive in a subsequent step. The adhesive primer is color matched so that it is well visible from the substrate with the test fabric and can easily detect defects. The primer may be formulated so that its property changes during the later curing of the adhesive film and assumes the desired end property. This corresponds to an annealing step during the adhesive film curing at elevated temperature. So it is possible, for example, that the primer still has a residual reactivity after curing of the test fabric, so is not fully reacted, and thus crosslinked in the following bonding process with the adhesive and thus enters into particularly strong chemical bonds.
Das Textil ist dabei insbesondere nicht mit zusätzlichen Beschichtungen wie Trennmitteln versehen, welche nach der Prüfung als adhäsionshemmender Rückstand auf der Oberfläche der Grundierung zurückbleiben könnten. Das Textil ist hinsichtlich der Filament- bzw. Fadenstärke und seiner Bindung bzw. Flächenverteilung so ausgeführt, dass es nach dem Abziehen eine regelmäßige Oberfläche und eine definierte dicke Schicht des Primers hinterlässt. Das Abreißtextil kann in regelmäßigen Breitenabständen Sollbruchstellen aufweisen, durch welche es in Streifen segmentiert ist. Dies ermöglicht die Applikation an einem Stück und gleichzeitig können die einzelnen Segmente als Streifen definierter Breite abgezogen werden, wobei die Kraft bezüglich einer definierten Breite aufgezeichnet wird. In particular, the textile is not provided with additional coatings, such as release agents, which could remain on the surface of the primer after the test as an adhesion-inhibiting residue. The textile is designed with respect to the filament or thread thickness and its binding or area distribution so that it leaves a regular surface and a defined thick layer of the primer after peeling. The tear-off textile can have predetermined breaking points at regular width intervals, by which it is segmented into strips. This allows the application in one piece and at the same time the individual segments can be deducted as strips of defined width, wherein the force is recorded with respect to a defined width.
Das Prüftextil mit dem Fasermaterial und der Klebstoffgrundierung ist so abgestimmt, dass bei korrekter Oberflächenvorbereitung und Oberflächenvorbehandlung die An- bindung zwischen Substrat und Grundierung sowie die Festigkeit des Substrats hö- her sind als die Kraft, welche erforderlich ist, um den kohäsiven Bruch in der Klebstoffgrundierung hervorzurufen. Dies bedeutet, dass bei korrekter Ausführung immer das Interface zwischen Abreißtextil und Grundierung die Schwachstelle darstellt. Bei relevanten Fehlern bzw. Kontaminationen in der Substratoberfläche stellen diese Bereiche die Schwachstelle dar, d.h. deren Festigkeit unterschreitet jene zwischen Ab- reißtextil und Grundierung, was sich an der Änderung des Bruchbildes zeigt, da in diesem dann entsprechende Fehlstellen erkennbar sind. The test fabric with the fiber material and the adhesive primer is adjusted so that, when properly prepared and pre-treated, the bond between the substrate and the primer and the strength of the substrate are higher than the force required to cause the cohesive break in the adhesive primer cause. This means that when properly executed, the interface between the tear-off fabric and the primer will always be the weak point. In the case of relevant defects or contaminations in the substrate surface, these areas represent the weak point, ie their strength falls below that between the tear fabric and the primer, as evidenced by the change in the fracture pattern, since corresponding imperfections can then be identified.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
10 - Faserverbundbauteil 10 - fiber composite component
1 1 - Fasermateriallagen  1 1 - Fiber material layers
12 - Schädigung  12 - damage
13 - Schäftung  13 - Stem
14 - Fügeoberfläche  14 - joining surface
20 - Prüftextil  20 - test textile
21 - Fasermaterial des Prüftextils  21 - Fiber material of the test textile
22 - Klebstoffgrund ierung  22 - adhesive primer
23 - Lasche  23 - tab
24 - Trennfolie  24 - release film
25 - erste Unregelmäßigkeit im Bruchbild 25 - first irregularity in the fracture image
26 - zweite Unregelmäßigkeit im Bruchbild26 - second irregularity in the fracture image
27 - Klebstoff 27 - adhesive
28 - Reparaturpatch  28 - repair patch
29 - sekundärer Prüfbereich  29 - secondary testing area
30 - Prüfverbindung  30 - test compound
31 - erster Prüfkörper  31 - first specimen
32 - zweiter Prüfkörper  32 - second specimen
33 - erstes Prüftextil  33 - first test textile
34 - zweites Prüftextil  34 - second test textile
35 - Trennfolie  35 - release film

Claims

Patentansprüche claims
Verfahren zum Uberprüfen einer Fügeoberfläche eines Substrates, wobei auf die Fügeoberfläche des Substrates ein Bauelement mittels eines Klebwerkstoffes geklebt werden soll, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Method for verifying a joining surface of a substrate, wherein a component is to be glued onto the joining surface of the substrate by means of an adhesive material, characterized in that the method comprises the following steps:
- Bereitstellen wenigstens eines flächenförmigen Prüftextils, das ein Fasermaterial und eine Klebstoffgrundierung aufweist,  Providing at least one sheet-like test textile comprising a fibrous material and an adhesive primer,
- Aufbringen des flächenförmigen Prüftextils auf zumindest einen Teil der Fügeoberfläche des Substrates, auf die das Bauelement geklebt werden soll, so dass die Klebstoffgrundierung des flächigen Prüftextils mit der Fügeoberfläche des Substrates kontaktiert,  Applying the sheet-like test textile to at least a part of the joining surface of the substrate to which the component is to be glued, so that the adhesive primer of the flat test fabric contacts the joining surface of the substrate,
- Zumindest teilweise Aushärten der Klebstoffgrundierung des flächenförmigen Prüftextils, um das flächenförmige Prüftextil mit dem Substrat mittels der Klebstoffgrundierung stoffschlüssig zu verbinden,  At least partially curing of the adhesive primer of the sheet-like test textile in order to join the sheet-like test textile to the substrate by means of the adhesive primer,
- Abziehen des flächenförmigen Prüftextils nach dem zumindest teilweisen Aushärten der Klebstoffgrundierung, und  - Removing the sheet-like Prüftextils after the at least partial curing of the adhesive primer, and
- Überprüfen der Fügeoberfläche durch eine qualitative Bewertung des Bruchbildes zwischen der ausgehärteten Klebstoffgrundierung und dem flächenförmigen Prüftextil und/oder durch eine qualitative Bewertung der beim Abziehen des flächenförmigen Prüftextils ermittelten Abzieh kraft.  - Check the joining surface by a qualitative assessment of the fracture pattern between the cured adhesive primer and the sheet-like Prüftextil and / or by a qualitative assessment of the determined during the removal of the sheet-like Prüftextils peel force.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Faserverbundbauteil ist, welches aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial hergestellt ist. 2. The method according to claim 1, characterized in that the substrate is a fiber composite component, which is made of a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat aus einem Polymerwerkstoff, Metallwerkstoff, einer Metalllegierung, organischen Materialien und/oder anorganischen Materialen gebildet ist. 3. The method according to claim 1, characterized in that the substrate is formed from a polymer material, metal material, a metal alloy, organic materials and / or inorganic materials.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine qualitative Bewertung nach dem Abziehen des flächenförmi- gen Prüftextils festgestellt wird, ob die Klebstoffgrundierung vollflächig an der Fügeoberfläche des Substrates haftet, wobei bei einer vollständigen Haftung der Klebstoffgrundierung auf eine fehlerfreie Fügeoberfläche, andernfalls auf eine fehlerbehaftete Fügeoberfläche, geschlossen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is determined for a qualitative assessment after removal of the sheet-like Prüftextils whether the adhesive primer adheres to the entire surface of the joining surface of the substrate, with a complete adhesion of the adhesive primer to a defect-free joint surface, otherwise on a faulty joining surface, is closed.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine qualitativen Bewertung nach dem Abziehen des flächenförmi- gen Prüftextils (20) festgestellt wird, ob das Bruchbild zwischen der ausgehärteten Klebstoffgrundierung (22) und dem flächenförmigen Prüftextil (20) gleichmäßig oder ungleichmäßig ist, wobei bei einem gleichmäßigen Bruchbild auf eine fehlerfreie Fügeoberfläche (14) und bei einem ungleichmäßigen Bruchbild auf eine fehlerbehaftete Fügeoberfläche (14) geschlossen wird. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine quantitative Bewertung nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils (20) festgestellt wird, ob die beim Abziehen des flächenförmigen Prüftextils (20) ermittelte Abziehkraft ganz oder teilweise außerhalb eines vorgegebenen Sollbereiches und/oder unterhalb eines vorgegebenen Schwellwer- tes verläuft, wobei innerhalb des Sollbereiches und/oder bei einer nicht-Unterschreitung des vorgegebenen Schwellwertes auf eine fehlerfreie Fügeoberfläche (14), andernfalls auf eine fehlerbehaftete Fügeoberfläche (14), geschlossen wird. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für eine quantitativen Bewertung festgestellt wird, ob die beim Abziehen des flächenförmigen Prüftextils (20) ermittelte Abziehkraft einen gleichmä- ßigen Kraftverlauf hat, wobei bei einem gleichmäßigen Kraftverlauf auf eine fehlerfreie Fügeoberfläche (14) und bei einem ungleichmäßigen Kraftverlauf auf eine fehlerbehaftete Fügeoberfläche (14) geschlossen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that it is ascertained for a qualitative evaluation after the removal of the sheet-like test textile (20) whether the fracture pattern between the cured adhesive primer (22) and the flat test fabric (20) is uniform or irregular In the case of a uniform fracture pattern, an error-free joining surface (14) and, in the case of a non-uniform fracture pattern, an incorrect joining surface (14) are closed. 6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is determined for a quantitative assessment after subtracting the sheet-like Prüftextils (20), whether the peel off the sheet-like Prüftextils (20) determined peel force wholly or partially outside a predetermined target range and / or below a predetermined threshold value, wherein an error-free joining surface (14), otherwise a faulty joining surface (14), is concluded within the setpoint range and / or if the predetermined threshold value is not undershot. 7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that it is determined for a quantitative assessment, whether the removal force of the sheet-like Prüftextils (20) determined peel force a gleichmä- Has a continuous force curve, which is closed at a uniform force curve on an error-free joining surface (14) and a non-uniform force curve on a faulty joining surface (14).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein flächenförmiges Prüftextil bereitgestellt wird, dessen Fasermaterial ein offenporiges Flächengebilde ist. Method according to one of the preceding claims, characterized in that a sheet-like Prüftextil is provided, the fiber material is an open-pored fabric.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bruchbild zwischen der ausgehärteten Klebstoffgrundierung (22) und dem flächenförmigen Prüftextil (20) mittels einer Kamera aufgenommen wird, wobei mittels einer Bildauswerteeinheit aus den aufgenommenen Bilddaten ein gleichmäßiges oder ungleichmäßiges Bruchbild festgestellt wird, und/oder dass die Abziehkraft während des Abziehens des flächenförmigen Prüftex- tils (20) mittels eines Kraftsensors ermittelt wird, wobei mittels einer Kraftauswerteeinheit aus der ermittelten Abziehkraft ein gleichmäßiger oder ungleichmäßiger Kraftverlauf festgestellt wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the fracture image between the cured adhesive primer (22) and the sheet-like test fabric (20) is recorded by means of a camera, wherein a uniform or non-uniform fracture image is determined from the recorded image data by means of an image evaluation unit, and / or that the peel force is determined during the removal of the sheet-like test fabric (20) by means of a force sensor, wherein a uniform or uneven force profile is determined by means of a force evaluation unit from the determined peel force.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während und/oder nach dem Aushärten der Klebstoffgrundierung (22) das flächenförmige Prüftextil (20) konditioniert wird, indem das Prüftextil (20) über eine vorgegebene Zeitspanne mit einer vorgegebenen Prüftemperatur beaufschlagt und/oder indem das flächenförmige Prüftextil (20) über eine vorgegebene Zeitspanne mit einem Medium in Verbindung gebracht wird, wobei nach der Konditionierung das Prüftextil (20) abgezogen wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that during and / or after curing of the adhesive primer (22) the sheet-like Prüftextil (20) is conditioned by the Prüftextil (20) applied for a predetermined period of time with a predetermined test temperature and / or by the sheet-like Prüftextil (20) over a predetermined period of time is associated with a medium, wherein after the conditioning, the test fabric (20) is subtracted.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffgrundierung vollständig ausgehärtet wird, bevor das flächenförmige Prüftextil abgezogen wird, oder dass die Klebstoffgrundierung nur teilweise ausgehärtet wird. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the adhesive primer is fully cured before the sheet-like Prüftextil is removed, or that the adhesive primer is only partially cured.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prüftextil derart bereitgestellt wird, dass das Prüftextil ein oder mehrere Abstandshalter angeordnet an dem Fasermaterial des Prüftextils und/oder enthalten in der Klebstoffgrundierung aufweist. 12. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the test fabric is provided such that the Prüftextil on or a plurality of spacers arranged on the fiber material of the test fabric and / or contained in the adhesive primer.
Verfahren zum Auftragen eines Werkstoffes auf ein Substrat, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Method for applying a material to a substrate, characterized in that the method comprises the following steps:
- Überprüfen der Fügeoberfläche (14) des Substrates mittels des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche,  Checking the joining surface (14) of the substrate by means of the method according to one of the preceding claims,
und, sofern die Überprüfung der Fügeoberfläche positiv war,  and, if the verification of the joint surface was positive,
- Auftragen des Werkstoffes auf die nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils verbleibende Klebstoffgrundierung.  - Application of the material to the remaining after removal of the sheet-like test textile adhesive primer.
- Fügen des Bauelementes mittels eines auf die nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils verbleibende Klebstoffgrundierung aufgetragenen Klebwerkstoffes (27).  - Adding the component by means of an applied to the remaining after the removal of the sheet-like Prüftextils adhesive primer adhesive material (27).
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Substrat ein Faserverbundbauteil ist, welches aus einem Faserverbundwerkstoff aufweisend ein Fasermaterial und ein Matrixmaterial hergestellt ist. 15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff ein Klebwerkstoff ist, wobei ein Bauelement mittels des auf die nach dem Abziehen des flächenförmigen Prüftextils verbleibende Klebstoffgrundierung aufgetragenen Klebwerkstoffes gefügt wird. 16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebstoffgrundierung (22) nur teilweise ausgehärtet wird, bevor das flächenförmige Prüftextil abgezogen wird, wobei der Klebstoff (27) auf die verbleibende, noch nicht vollständig ausgehärtete Klebstoffgrundierung (22) aufgetragen und das Bauelement dann mittels des aufgetragenen Klebstoffes (27) gefügt wird. 14. The method according to claim 13, characterized in that the substrate is a fiber composite component, which is made of a fiber composite material comprising a fiber material and a matrix material. 15. The method according to claim 13 or 14, characterized in that the material is an adhesive material, wherein a component is joined by means of the applied to the remaining after the removal of the sheet-like Prüftextils adhesive primer adhesive material. 16. The method according to claim 15, characterized in that the adhesive primer (22) is only partially cured before the sheet-like Prüftextil is removed, wherein the adhesive (27) applied to the remaining, not yet fully cured adhesive primer (22) and the device then added by means of the applied adhesive (27).
17. Vorrichtung zur Überprüfung einer Fügeoberfläche eines Substrates, wobei auf die Fügeoberfläche ein Bauelement mittels eines Klebwerkstoffes geklebt werden soll, wobei die Vorrichtung eine Kamera und eine Bildauswerteeinheit und/oder einen Kraftsensor und eine Kraftauswerteeinheit hat und zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 ausgebildet ist. 17. Device for checking a joining surface of a substrate, wherein a component is to be glued to the joining surface by means of an adhesive material, wherein the device is a camera and an image evaluation unit and / or a force sensor and a force evaluation unit and is designed to carry out the method according to one of claims 1 to 12.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018111306B4 (en) 2018-05-11 2022-10-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for applying a material to a fiber composite component
DE102018130330B4 (en) 2018-11-29 2023-02-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for the production of a test body
DE102018131797A1 (en) 2018-12-11 2020-06-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method and device for checking a joining surface
DE102018131813A1 (en) 2018-12-11 2020-06-18 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Procedure for checking the adhesive strength of an adhesive connection
DE102019121592B3 (en) * 2019-08-09 2020-08-27 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for manufacturing a component and component for this
DE102020108240A1 (en) 2020-03-25 2021-09-30 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for producing a test bond as well as component and vacuum build-up for this
DE102021126660A1 (en) 2021-10-14 2023-04-20 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Method for manufacturing a fiber composite component
CN114261105B (en) * 2021-11-23 2023-10-03 航天海鹰(镇江)特种材料有限公司 Method for judging bonding quality of titanium alloy and composite material large-curvature part
CN114199760A (en) * 2021-12-21 2022-03-18 星恒电源股份有限公司 Method for testing peeling strength of lithium ion battery pole piece
CN114643209B (en) * 2022-03-04 2024-04-12 南京业恒达智能系统有限公司 Clothing sorting method, device, computer readable medium and electronic equipment
DE102022105181A1 (en) 2022-03-04 2023-09-07 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Process for applying a material to a fiber composite component
CN115266404B (en) * 2022-06-23 2023-09-22 天津大学 Flexible matrix-coating interface shear bond strength test system and method

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5323170A (en) * 1992-10-09 1994-06-21 M & N Aerospace, Inc. Radomes having vinyl foam core construction
US6982178B2 (en) * 2002-06-10 2006-01-03 E Ink Corporation Components and methods for use in electro-optic displays
GB0130853D0 (en) 2001-12-22 2002-02-06 Bae Systems Plc Method of forming a bond on or in an aircraft component
JP4868494B2 (en) 2005-10-31 2012-02-01 日立金属株式会社 Method and apparatus for welding resin body
ES2649241T3 (en) 2006-06-30 2018-01-11 Airbus Operations S.L. Quality control procedure of a structural glued joint
JP4960032B2 (en) * 2006-07-25 2012-06-27 サントリーホールディングス株式会社 Adhesive strength inspection apparatus and adhesive strength inspection method using the same
JP5015824B2 (en) 2008-02-29 2012-08-29 日東電工株式会社 Adhesive film position detector and adhesive film sticking device
JP4681634B2 (en) 2008-07-04 2011-05-11 中島ゴム工業株式会社 Adhesive sheet
CN102448711B (en) * 2009-04-10 2015-05-13 湘电达尔文有限责任公司 A protected wind turbine blade, a method of manufacturing it and a wind turbine
CN102686778B (en) * 2009-10-14 2015-07-01 东洋钢板株式会社 Method for producing resin-coated metal plate
DE102010030260A1 (en) 2010-06-18 2011-12-22 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Apparatus and method for testing the adhesion of a coating to a substrate
JP4717156B1 (en) * 2010-11-01 2011-07-06 協和界面科学株式会社 Peel test device
DE102011004002A1 (en) * 2011-02-11 2012-08-16 Herrmann Ultraschalltechnik Gmbh & Co. Kg Method for producing a transverse sealing seam and transverse sealing device
US9567104B2 (en) * 2011-04-12 2017-02-14 The Boeing Company Utilization of aircraft bondline embedded current sensors in the determination of a lightning damage index
US9347868B2 (en) * 2013-05-02 2016-05-24 The Boeing Company Methods and systems for rapidly testing adhesion
US20150258765A1 (en) * 2014-03-17 2015-09-17 The Boeing Company Composite Structure and Method for Inspecting a Pre-bond Surface of a Composite Structure
DE102014208512A1 (en) * 2014-05-07 2015-11-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Method for joining a plurality of workpiece parts and joining tool
DE102014111060A1 (en) * 2014-08-04 2016-02-04 Airbus Operations Gmbh Method for testing the fracture toughness of an adhesive bond to be produced
JP6417906B2 (en) 2014-12-05 2018-11-07 Nok株式会社 Curing degree measuring apparatus and curing degree measuring method
DE102015111328A1 (en) 2015-07-13 2017-01-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Test device and method for determining a tear resistance
DE102015217091B4 (en) * 2015-09-07 2017-05-11 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V Arrangement for determining the achievable adhesive strength before formation of a material-locking connection on a surface of a joining partner
JP2017052127A (en) 2015-09-08 2017-03-16 三菱レイヨン株式会社 Resin member and manufacturing method thereof and conjugate and manufacturing method thereof
JP6555717B2 (en) 2015-09-29 2019-08-07 ニチバン株式会社 Adhesive tape or sheet for covering sealing
JP6034519B2 (en) 2016-02-04 2016-11-30 日東電工株式会社 Water-dispersed acrylic pressure-sensitive adhesive composition and pressure-sensitive adhesive sheet
CN106853692A (en) * 2016-12-30 2017-06-16 北京天恒长鹰科技股份有限公司 Realize the heating means and truss assembly method of composite rapid curing bonding

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Publication number Publication date
US11745437B2 (en) 2023-09-05
JP2020524099A (en) 2020-08-13
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DE102017113430A1 (en) 2018-12-20
CN110944826B (en) 2022-05-24
WO2018233928A1 (en) 2018-12-27
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JP7046988B2 (en) 2022-04-04

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