WO2012171971A1 - Method for producing fibre-reinforced moulded parts - Google Patents

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WO2012171971A1
WO2012171971A1 PCT/EP2012/061230 EP2012061230W WO2012171971A1 WO 2012171971 A1 WO2012171971 A1 WO 2012171971A1 EP 2012061230 W EP2012061230 W EP 2012061230W WO 2012171971 A1 WO2012171971 A1 WO 2012171971A1
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fibers
electromagnetic radiation
radiation
mold
reflected
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PCT/EP2012/061230
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German (de)
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Torsten LÖFFLER
Holger Quast
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Synview Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28Shaping operations therefor
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3581Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light using far infrared light; using Terahertz radiation
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/25Colour; Spectral properties, i.e. comparison of effect of material on the light at two or more different wavelengths or wavelength bands
    • G01N21/31Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry
    • G01N21/35Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light
    • G01N21/3563Investigating relative effect of material at wavelengths characteristic of specific elements or molecules, e.g. atomic absorption spectrometry using infrared light for analysing solids; Preparation of samples therefor

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing fiber-reinforced molded parts comprising the steps of providing a mold for the molded part to be produced, laying a plurality of fibers on the mold and impregnating the fibers with a matrix material.
  • Fiber-reinforced components prevail in all areas of construction and daily life. They have compared to form identical parts without fiber reinforcement significantly improved strength. In other words, in order to achieve even strength values with conventional materials, significantly larger quantities of material are needed, so that comparable parts made with conventional materials have a considerably higher weight.
  • fiber-reinforced materials find their application, in particular in the automotive industry, in aircraft and in the production of wings and components of wind turbines. For these applications, primarily fiber-reinforced plastics are used. However, fiber-reinforced materials are also found, for example, as fiber-reinforced concrete in the construction industry. Common to all fiber reinforced materials is that a plurality of reinforcing fibers are embedded in a surrounding matrix material.
  • the fibers are glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, aramid fibers, boron fibers, steel fibers, natural fibers and nylon fibers.
  • fiber-reinforced materials with so-called continuous fibers, which are usually embedded in the form of layers and fabrics in the matrix, and materials with short, isotropically distributed or long fibers in the matrix.
  • plastic matrix materials for example cement and concrete, metals, ceramics and carbon.
  • fiber reinforced continuous filament materials molded articles of these materials are often made by first providing a mold for the molded article to be formed, then laying a plurality of fibers, mostly in the form of sheets and webs, onto the mold and then an impregnating matrix material the fibers are poured into the mold.
  • a weakening of a molded part resulting from the defects of the fiber layers can then only be determined after embedding the fibers in the matrix with different test methods.
  • the consequence of detecting a weakening of a molded article after embedding 10 of the fibers in the matrix and subsequent curing is that the entire molded article must be discarded.
  • electromagnetic radiation in the THz frequency range is understood as meaning electromagnetic radiation having a frequency in the range from 1 GHz to 30 THz.
  • Commercially available radiation sources and radiation receivers are now available in this frequency range.
  • the THz frequency range has the advantage that many materials, particularly plastics, are susceptible to electromagnetic radiation in this frequency range.
  • the electromagnetic radiation in the THz frequency range is not ionizing.
  • the process according to the invention for the production of glass-fiber-reinforced plastics is particularly expedient, the reinforcing fibers being glass fibers and the matrix material being a plastic.
  • Suitable plastics as matrix material for fiber-reinforced plastics are in particular duromers (also thermosets or synthetic resins), elastomers and thermoplastics.
  • inventive method is also suitable for producing fiber-reinforced molded parts mit 5 with other fibers and with other matrix materials as plastics, as summarized in the introduction to the description.
  • the detection of a fault of the fibers makes it possible to replace the fibers applied to the mold with a matrix material or to correct their position in the mold before they have been soaked in the fibers. This is understood in the sense of the present application as correcting a fault.
  • identifying a fault location of the fibers i. E. the detection of kinks, undulations in the fibers laid on the mold, manually, i. by an observer of an image displayed, for example, on a screen
  • the fibers In general, it is sufficient to irradiate the fibers at a single location or a selected plurality of locations with the electromagnetic radiation in the THz frequency range and to detect the radiation reflected from that location or transmitted through that location. This can be done, for example, at neuralgic, d .h. happen for vulnerable points in the form. However, in one embodiment, the irradiation and detection is done for a plurality of locations of the fibers such that an image of the fibers is generated.
  • a plurality of layers of fibers are applied to the form. It is useful in one embodiment, if in a first step at least one layer of fibers on the Form are applied, the position of fibers is irradiated with electromagnetic radiation in the THz frequency range and is detected by the fibers reflected or transmitted by the radiation radiation, a fault of the fibers on the basis of the fibers reflected or transmitted through the fibers radiation is identified and if a fault of the
  • the steps of irradiating the fibers with electromagnetic radiation in the THz frequency range and detecting the electromagnetic radiation reflected by the fibers and / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers comprise the steps of: generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with a radiation source, directing the electromagnetic radiation to the fibers, detecting the electromagnetic radiation reflected by the fibers with a radiation receiver and / or detecting the electromagnetic radiation transmitted through the fibers with a radiation receiver.
  • the generation and the detection of the electromagnetic radiation can take place both in reflection geometry and in transmission geometry. That In particular, images can be recorded both in reflection geometry and in transmission geometry.
  • SO fiber-reinforced molded parts can be produced by very different embodiments of the method.
  • One of them is referred to as filament winding wherein dry fibers (i.e., without matrix material) are wound onto a substantially cylindrical core as a shape. After winding it is necessary to determine whether the fibers, which are mostly wound up in the form of woven or laid fibers, have corrugations.
  • the shape of an at least partially concave body is formed, on or in which the fibers are loaded or inserted.
  • the fibers can be detected in reflection geometry, wherein the radiation is directed onto the fibers from the open side of the mold.
  • the shape itself consists of a material which is transparent to the electromagnetic radiation in the THz frequency range, so that the irradiation and the detection of the reflected or transmitted radiation can take place in reflection or transmission geometry, the electromagnetic radiation passing through the shape passes through.
  • This is particularly advantageous in the production of large moldings, since it is thus possible to detect the position of the fibers in the mold with a corresponding arrangement of radiation source 15 and radiation receiver below the mold, while leaving free space to work above the mold.
  • the step of impregnating the fibers with a matrix material comprises placing a film on the fibers, sealing the film against the mold, evacuating a volume between the film and the mold and inserting of liquid matrix material in the volume between the film and the mold.
  • a process is referred to as vacuum infusion for impregnating the fibers.
  • a separating fabric is additionally introduced between the fibers and the film, and in addition a distribution medium is introduced between the separating fabric and the film in order to allow uniform flow of the matrix.
  • the air pressure compresses and fixes the fibers in the mold.
  • the liquid matrix material is sucked into the fiber material by the applied vacuum and is distributed uniformly there.
  • the mold prior to loading the fibers into the mold, the mold is coated with a release agent to facilitate demoulding of the mold from the mold.
  • the molded part is hardened after impregnation of the fibers with a matrix material, wherein after curing and before or after removal of the molded part from the mold, the molded article is exposed to electromagnetic radiation in the THz range. Frequency range is irradiated and is detected by the molded part or detected by this transmitted- radiation.
  • delaminations i. E. Detachment of the matrix from the fibers in the finished molded part.
  • the irradiation and detection or the generation of the image takes place with the aid of RADAR (Radio Detection and Ranging).
  • RADAR Radio Detection and Ranging
  • the transit time or the path of the radiation from the radiation source via the hollow body to the radiation receiver is determined from ⁇ ⁇ of the detected radiation.
  • the step of generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises frequency modulating the electromagnetic radiation, wherein the change in frequency is preferably constant over time, and wherein the step of detecting the electromagnetic radiation with the radiation receiver a determination of the difference frequency between a reference signal and the electromagnetic radiation received by the radiation receiver comprises 15 and wherein the transit time of the electromagnetic radiation between the radiation source and the radiation receiver is calculated from the difference frequency.
  • Such a method for measuring the distance between the hollow body and / or the seal works particularly well if the frequency of the generated electromagnetic radiation is varied continuously over time, so that each time point of the radiation is clearly encoded by the radiated frequency.
  • Such a method of distance measurement is also referred to as FMCW radar.
  • a coherent detection takes place at the radiation receiver of the a reference signal from the radiation source is mixed with the received signal to produce a signal at the difference frequency.
  • the distance r (simple distance) between the radiation source and the fibers can be determined as follows from the generated difference frequency Af between the frequency of the to a defined
  • the step of generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises generating electromagnetic radiation that is pulse-shaped in the time domain.
  • the duration of a pulse with a short pulse duration compared to the distance to be detected can be easily determined.
  • the transit time between the radiation source, the hollow body and the radiation receiver can be compared with the transit time of a reference pulse via a known path.
  • impulse RADAR Such a method is called impulse RADAR.
  • the step of generating the electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises generating and emitting a plurality of frequencies one after another
  • the step of detecting the electromagnetic radiation with the radiation receiver comprises measuring the phase of the electromagnetic radiation for each individual frequency relative to a reference signal. From the measurement of relative
  • phase angles of the individual radiation components with a plurality of different frequencies can also be the running time or the path between the radiation source, fibers and radiation receiver uniquely determined.
  • the radiation source and / or the radiation receiver are moved relative to the fibers. This is particularly indicated when the molded part to be produced is a very large part, such as a wind turbine blade.
  • the radiation receiver has only a single pixel, in embodiments the radiation receiver has a plurality of pixels which are arranged in the form of a cell or a matrix.
  • the radiation receiver has to be moved over the molding in two directions either in one direction only or for a full scan of the molding.
  • a method of synthetic imaging is used to produce the image Used fibers.
  • the principle of synthetic imaging which is often referred to as synthetic aperture imaging, is to take the snapshot of an antenna or large aperture objective through a plurality of temporally successive images of a tilted or small aperture lens or to replace it with a plurality of temporally successive recordings of a plurality of fixed antennas or stationary lenses with a small aperture.
  • the best-known synthetic imaging system is the so-called Synthetic Aperture Radar (SAR for short).
  • SAR Synthetic Aperture Radar
  • the transmitting and receiving antennas of a radar system which is for example mounted on an aircraft S0, are moved past an object. In the course of this movement, the object is radiated from a variable angle and recorded accordingly.
  • the aperture of a large antenna can be synthesized from the intensity and phase position of the radio-frequency signal emitted by the transmitting antenna and reflected by the object back into the receiving antenna, and thus a high local resolution in the direction of movement the antenna can be achieved.
  • a separate synthetic antenna or a synthetic objective is calculated for each location illuminated by the transmitting antenna in the course of the flyby. net whose angular resolution in AC mode is selected so that the geometric resolution in the direction of flight or movement is the same for all the distances considered.
  • a multiplicity of beam sources and radiation receivers are used, which image the fibers at different angles and their signals evaluated according to the SAR principle.
  • the signal radiated by a single radiation source is received by a plurality of radiation receivers.
  • the individual radiation sources radiate their signals, which all have the same frequency, in time [5 consecutive. This means that the signal emission from the individual transmitters takes place serially.
  • the signal received at a radiation receiver can be unambiguously assigned to a radiation source at any time.
  • all the radiation sources can be simultaneously, i. In parallel, they emit their signals, each emitting a signal at a different frequency. In this way, the signals of each radiation source are frequency-encoded. Since in such an embodiment there are no two radiation sources with identical frequency of the respectively emitted electromagnetic signal, each signal received by a receiver can be clearly assigned to a single radiation source. In terms of such an embodiment, the frequency of the electromagnetic signals is their carrier frequency and not their modulation frequency.
  • S0 det emitting a first electromagnetic signal having a first frequency from a first radiation source, emitting at least a second electromagnetic signal having a second frequency from a second radiation source, the first and second frequencies being different from each other, and substantially simultaneously receiving the first signal and the second signal with a first receiver and substantially simultaneous
  • the method according to the invention is not limited to the emission and the reception of two signals, but in one embodiment of the invention more than two signals are emitted and received. If, in such an embodiment, each of the spatially separated radiation receivers simultaneously receives a first signal from a first radiation source and a second signal from a second radiation source, the first and second radiation sources being disposed at mutually separate locations, then the received signals can synthesizes a large aperture in a short time and calculates a high-resolution image.
  • a method is conceivable in which the generation of the image of the fibers takes place with an arrangement with a long working distance between the radiation source ⁇ and the radiation receiver.
  • an image of the fibers can be generated, for example, from the hall ceiling of a production plant for fiber-reinforced molded parts.
  • Figure 1 shows the basic structure of a device used for the inventive method for producing an image of the fibers.
  • Figure 2 shows schematically the structure for generating an image of the fibers in a first embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 3 schematically shows a structure for generating an image according to a second embodiment of the method according to the invention.
  • Figure 4 shows schematically a structure for generating an image according to another embodiment of the method according to the invention.
  • the imaging apparatus of FIG. 1 has a radiation source 1 for generating electromagnetic radiation 2 in the THz frequency range, in this case around 250 GHz.
  • the frequency of the electromagnetic radiation 2 emitted and emitted by the radiation source 1 is continuously varied, as indicated by the diagram 3 in the radiation source 1 (plotted is the radiated frequency over time). That is, the frequency is changed continuously with time, the rate of frequency change being constant.
  • the radiation generated by the radiation source 1 is radiated and directed to the object to be detected, here a plurality of layers of fiber mats 4.
  • the radiation receiver 5 is a coherent radiation receiver, i.
  • the detected radiation 6 is mixed with a reference signal 7 originating from the source 1 and a signal with the difference frequency between the THz signal generated at a defined time and the THz signal detected at this defined instant is generated.
  • the reference signal 7 reflects the currently emitted by the radiation source 1 frequency of the electromagnetic radiation.
  • the transit time of the electromagnetic radiation 2 between the radiation source 1, the fibers 4 and the radiation receiver 5 can be determined directly, if the difference frequency between the current is known from the radiation source 1 emitted signal and at the same defined time detected by the radiation receiver 5 signal. Since the radiation receiver 5 generates a signal with the difference frequency by mixing the reference signal 7 and the detected signal 6, this is given.
  • Radiation source generated and radiated electromagnetic radiation needed to travel at the speed of light, the distance r to the reflected object and back.
  • the radiation source 1 has a bandwidth of the generated and radiated electromagnetic radiation in a range of 230 GHz to 320 GHz SO, wherein the frequency is changed at a constant rate, so that the range of 230 GHz to 320 GHz SO.
  • FIG. 2 wherein an apparatus as described schematically with reference to FIG. 1 is used to produce the image of the fibers.
  • glass fiber mats 4 are first inserted into a mold 9.
  • the glass fiber mats 4 are in the illustrated embodiment of the method according to the invention fabric with warp and weft threads, so that the glass fibers a layer 4a, 4b, 4c, ... at least extend in two perpendicular directions 5 to each other.
  • a plurality of layers 4a, 4b, 4c, ... in the mold 9 are arranged one above the other.
  • the mold 9 is coated with a release agent prior to insertion of the glass fiber mats 4a, 4b, 4c,..., In order to easily demold the finished molded body after the To allow matrix.
  • the textile, i. woven glass fiber mats 4a, 4b, 4c have the advantage that they are highly flexible and so adapt to the inner wall 10 of the mold 9 and follow its course. When inserting the glass fiber fabric 4a, 4b, 4c, however, it is not uncommon for flaws.
  • the most frequently occurring type of fault location is designated by 8.
  • This is a wave or ondulation in a part of the layers of glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c, ... Due to the high flexibility of the individual glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c, ... are such waves with the naked eye after Einle - 15 gene all tissues 4a, 4b, 4c in the mold 9 no longer recognizable, since the shaft 8 is usually covered as shown by other tissues.
  • this defect location can be corrected by reinserting or smoothing out the fiber mats 4a, 4b, 4c,... It is crucial that the recording of the image of the fibers takes place before they are impregnated with a matrix material, in the illustrated embodiment, epoxy resin.
  • a release fabric is placed on the fibers, followed by a dispensing medium and an air impermeable film, ie, a vacuum film (not shown in the figures in Figure 5).
  • the film is airtightly sealed at its edges with the edges of the mold.
  • a vacuum is applied to the mold or volume between the film and the surface 10 of the mold 9, whereby the glass fiber mats are pressed against the mold and the matrix material is sucked into the mold after opening a corresponding inflow channel.
  • the fiber mats 4 are soaked evenly with matrix material, then the shaped body is allowed to harden.
  • the image of the fibers is taken from the side of the mold. Therefore, the mold 9 is made in the embodiment shown in Figure 2 of polypropylene, which is largely transparent to the electromagnetic radiation used, 15 so that this allows a shape-side view of the fibers 4.
  • FIGS 3 and 4 describe in principle the same process flow as in connection with Figure 2 described above. Therefore, the shape 9, the surface 10, the radiation source 1 and the radiation receiver 5 are denoted by the same reference numerals.
  • FIGS. 3 and 4 deviating from the illustration from FIG. 2 show different directions of view of the glass fibers 4.
  • FIG. 4 shows an arrangement of the radiation source 1 and of the radiation receiver 5 in transmission geometry, ie the electromagnetic radiation 2 in the THz frequency range first emerges from the radiation source 1 and thus transmits the transparent form 9 for this frequency range, ie through the glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c,. , , Only then does it reach the radiation receiver 5.

Abstract

A method for producing fibre-reinforced moulded parts that makes it possible to check the fibres (4) for their correct position in a mould for such a moulded part before the fibres (4) are impregnated with the matrix material. The method for producing fibre-reinforced moulded parts comprises the steps of providing a mould (9) for the moulded part to be produced, placing a plurality of fibres (4) onto the mould (9), irradiating the fibres (4) with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range, detecting the electromagnetic radiation (2) that is reflected by the fibres (4) and/or the electromagnetic radiation (2) that is transmitted through the fibres (4), identifying a flaw (8) of the fibres (4) on the basis of the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibres (4) and/or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibres (4), correcting any flaw (8) of the fibres (4) that is identified, and impregnating the fibres (4) with a matrix material.

Description

Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Formteile  Process for producing fiber-reinforced molded parts
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Formteile mit den Schritten: Bereitstellen einer Form für das herzustellende Formteil, Auflegen einer Mehrzahl von Fasern auf die Form sowie Tränken der Fasern mit einem Matrixmaterial. The present invention relates to a method for producing fiber-reinforced molded parts comprising the steps of providing a mold for the molded part to be produced, laying a plurality of fibers on the mold and impregnating the fibers with a matrix material.
Faserverstärkte Bauteile setzen sich in allen Bereichen der Konstruktion und des täglichen Lebens durch. Sie weisen im Vergleich zu form identischen Teilen ohne Faserverstärkung eine erheblich verbesserte Festigkeit auf. Andersherum ausgedrückt benötigt man zum Erreichen glei- eher Festigkeitswerte mit konventionellen Werkstoffen deutlich größere Mengen an Werkstoff, sodass mit konventionellen Materialien gefertigte vergleichbare Teile ein erheblich höheres Gewicht aufweisen. Fiber-reinforced components prevail in all areas of construction and daily life. They have compared to form identical parts without fiber reinforcement significantly improved strength. In other words, in order to achieve even strength values with conventional materials, significantly larger quantities of material are needed, so that comparable parts made with conventional materials have a considerably higher weight.
Entsprechend finden faserverstärkte Werkstoffe ihre Anwendung insbesondere in der Automobil- Industrie, im Flugzeugbau sowie bei der Herstellung von Flügeln und Komponenten von Windkraftanlagen. Für diese Anwendungen werden primär faserverstärkte Kunststoffe verwendet. Allerdings finden sich faserverstärkte Werkstoffe beispielsweise auch als faserverstärkter Beton in der Bauindustrie. Gemeinsam ist allen faserverstärkten Werkstoffen, dass eine Mehrzahl von verstärkenden Fasern in ein diese umgebendes Matrixmaterial eingebettet sind. Dabei sind die Fasern insbesondere Glasfasern, Kohlenstofffasern, Keramikfasern, Aramidfasern, Borfasern, Stahlfasern, Naturfasern und Nylonfasern. Man unterscheidet zwischen faserverstärkten Materialien mit sogenannten Endlosfasern, die zumeist in Form von Gelegen und Geweben in die Matrix eingebettet sind und Materialien mit kurzen, isotropverteilten oder langen Fasern in der Matrix. Accordingly, fiber-reinforced materials find their application, in particular in the automotive industry, in aircraft and in the production of wings and components of wind turbines. For these applications, primarily fiber-reinforced plastics are used. However, fiber-reinforced materials are also found, for example, as fiber-reinforced concrete in the construction industry. Common to all fiber reinforced materials is that a plurality of reinforcing fibers are embedded in a surrounding matrix material. In particular, the fibers are glass fibers, carbon fibers, ceramic fibers, aramid fibers, boron fibers, steel fibers, natural fibers and nylon fibers. A distinction is made between fiber-reinforced materials with so-called continuous fibers, which are usually embedded in the form of layers and fabrics in the matrix, and materials with short, isotropically distributed or long fibers in the matrix.
Bei der Wahl der Matrixmaterialien unterscheidet man zwei Gruppen, nämlich Matrixmaterialien aus Kunststoff und andere, beispielsweise Zement und Beton, Metalle, Keramiken sowie Kohlenstoff. Bei faserverstärkten Materialien mit Endlosfasern werden Formteile aus diesen Materialien häufig dadurch hergestellt, dass zunächst eine Form für das herzustellende Formteil bereitgestellt wird, dann eine Mehrzahl von Fasern, zumeist in Form von Gelegen und Geweben, auf die Form aufgelegt wird und dann ein Matrixmaterial zum Tränken der Fasern in die Form eingefüllt wird.In the choice of matrix materials, two groups are distinguished, namely plastic matrix materials and others, for example cement and concrete, metals, ceramics and carbon. In fiber reinforced continuous filament materials, molded articles of these materials are often made by first providing a mold for the molded article to be formed, then laying a plurality of fibers, mostly in the form of sheets and webs, onto the mold and then an impregnating matrix material the fibers are poured into the mold.
5 5
Dabei hängen die Festigkeit u nd d ie weiteren Materialeigenschaften solcher faserverstärkter Formteile insbesondere davon ab, wie die Fasern vor dem Tränken mit dem Matrixmaterial in der Form angeordnet sind. ί θ Die Festigkeit solcher Formteile wird insbesondere durch Wellen und Knicke in den Fasern geschwächt. Daher müssen die auf die Form aufgelegten Fasern vor dem Ausgießen der Form mit dem Matrixmaterial sorgfältig mit dem Auge und von Hand auf solche Fehlerstellen in den Fasern überprüft werden. Eine solche Überprüfung ist jedoch zeitaufwendig und kann, da die Fasern zumeist in einer Vielzahl von Lagen angeordnet sind, nur die oberste oder einige wenige Lagen The strength and the further material properties of such fiber-reinforced molded parts depend in particular on how the fibers are arranged in the mold before impregnation with the matrix material. Festigkeit θ The strength of such moldings is weakened in particular by waves and kinks in the fibers. Therefore, prior to pouring the mold with the matrix material, the fibers applied to the mold must be checked carefully by eye and by hand for such imperfections in the fibers. However, such a check is time consuming and, since the fibers are mostly arranged in a plurality of layers, only the topmost or a few layers
15 der Fasern erfassen. 15 of the fibers capture.
Eine aus den Fehlerstellen der Faserlagen resultierende Schwächung eines Formteils lässt sich dann erst nach dem Einbetten der Fasern in die Matrix mit unterschiedlichen Prüfverfahren feststellen. Die Konsequenz beim Erfassen einer Schwächung eines Formteils nach dem Einbetten 10 der Fasern in d ie Matrix und dem nachfolgenden Aushärten ist jedoch, dass das vollständige Formteil weggeschmissen werden muss. A weakening of a molded part resulting from the defects of the fiber layers can then only be determined after embedding the fibers in the matrix with different test methods. However, the consequence of detecting a weakening of a molded article after embedding 10 of the fibers in the matrix and subsequent curing is that the entire molded article must be discarded.
Dem gegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Formteile bereitzustellen, welches es ermöglicht, die Fasern in einer Form für ein sol- 15 ches Formteil vor dem Tränken der Fasern mit dem Matrixmaterial auf ihre richtige Lage zu überprüfen. In contrast, it is an object of the present invention to provide a method for producing fiber-reinforced molded parts, which makes it possible to check the fibers in a mold for such a molded part prior to impregnation of the fibers with the matrix material to its correct position.
Vor d iesem H intergru nd wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellu ng faserverstärkter Formteile vorgeschlagen mit den Schritten: Bereitstellen einer Form für das herzustellende Form-Prior to this invention, a process for the production of fiber-reinforced molded parts is proposed according to the invention, comprising the steps of providing a mold for the molded article to be produced.
S0 teil, Auflegen einer Mehrzahl von Fasern auf die Form, Bestrahlen der Fasern mit elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich, Erfassen der von den Fasern reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder der durch die Fasern transmittierten elektromagnetischen Strahlung, Identifizieren einer Fehlerstelle der Fasern anhand der von den Fasern reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder der durch die Fasern transmittierten elektromagneti-S0, applying a plurality of fibers to the mold, irradiating the fibers with electromagnetic radiation in the THz frequency range, detecting the electromagnetic radiation reflected by the fibers and / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers, identifying a fault location of the fibers on the basis of electromagnetic radiation reflected by the fibers and / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers.
!5 sehen Strahlung, falls Fehlerstellen in dem Bild der Fasern identifiziert werden, Korrigieren der Fehlerstellen, und Tränken der Fasern mit einem Matrixmaterial. Unter elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzebereich wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 GHz bis 30 THz verstanden. In diesem Frequenzbereich stehen mittlerweile kommerziell erhältliche Strahlungsquellen und Strahlungsempfänger bereit. Der THz-Frequenzbereich weist den Vorteil auf, 5 dass viele Materialien, insbesondere Ku nststoffe, für elektromagnetische Strahlung in d iesem Freq u enzbereich tra ns pa rent s i nd . D a bei ist d ie elektromag netische Stra h l u ng i m THz- Frequenzbereich im Gegensatz beispielsweise zur Röntgenstrahlung nicht ionisierend. 5 see radiation if flaws in the image of the fibers are identified, correcting the flaws, and impregnating the fibers with a matrix material. In the context of the present application, electromagnetic radiation in the THz frequency range is understood as meaning electromagnetic radiation having a frequency in the range from 1 GHz to 30 THz. Commercially available radiation sources and radiation receivers are now available in this frequency range. The THz frequency range has the advantage that many materials, particularly plastics, are susceptible to electromagnetic radiation in this frequency range. In contrast to the X-radiation, the electromagnetic radiation in the THz frequency range is not ionizing.
Besonders zweckmäßig ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von glasfaserver- ί θ stärkten Kunststoffen, wobei die verstärkenden Fasern Glasfasern sind und das Matrixmaterial ein Kunststoff ist. Geeignete Kunststoffe als Matrixmaterial für faserverstärkte Kunststoffe sind insbesondere Duromere (auch Duroplaste oder Kunstharze), Elastomere und Thermoplaste. The process according to the invention for the production of glass-fiber-reinforced plastics is particularly expedient, the reinforcing fibers being glass fibers and the matrix material being a plastic. Suitable plastics as matrix material for fiber-reinforced plastics are in particular duromers (also thermosets or synthetic resins), elastomers and thermoplastics.
Allerdings ist das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Herstellung faserverstärkter Formteile ί 5 mit anderen Fasern und mit anderen Matrixmaterialien als Kunststoffen geeignet, so wie sie in der Beschreibungseinleitung zusammengefasst wurden. However, the inventive method is also suitable for producing fiber-reinforced molded parts mit 5 with other fibers and with other matrix materials as plastics, as summarized in the introduction to the description.
Die Erkennung einer Fehlerstelle der Fasern ermöglicht es, die auf die Form aufgelegten Fasern noch vor dem Tränken der Fasern mit einem Matrixmaterial auszutauschen oder ihre Lage in der 10 Form zu korrigieren. Dieses wird im Sinne der vorliegenden Anmeldung als Korrigieren einer Fehlerstelle verstanden. The detection of a fault of the fibers makes it possible to replace the fibers applied to the mold with a matrix material or to correct their position in the mold before they have been soaked in the fibers. This is understood in the sense of the present application as correcting a fault.
Während das Identifizieren einer Fehlerstelle der Fasern, d .h. das Erkennen von Knicken, Wellenähnlichem in den auf die Form aufgelegten Fasern, manuell, d.h. durch einen Betrachter eines 15 beispielsweise auf einem Bildschirm wiedergegebenen Bildes erfolgen kann, ist es auch möglich, in einer Ausführungsform eine solche Identifizierung mit Hilfe modernere Bildgebungs- und Bilderkennungsalgorithmen auszuführen. While identifying a fault location of the fibers, i. E. the detection of kinks, undulations in the fibers laid on the mold, manually, i. by an observer of an image displayed, for example, on a screen, it is also possible, in one embodiment, to carry out such identification using more modern imaging and image recognition algorithms.
Allgemein ist es ausreichend, die Fasern an einem einzigen Ort oder einer ausgewählten Mehr- S0 zahl von Orten mit der elektromagnetischen Strahlung im THz-Frequenzbereich zu bestrahlen und die von diesem Ort reflektierte oder durch diesen Ort transmittierten Strahlung zu erfassen. Dies kann beispielsweise an neuralgischen, d .h. für Fehlerstellen anfälligen Punkten in der Form geschehen. In einer Ausführungsform jedoch erfolgt das Bestrahlen und das Erfassen derart für eine Mehrzahl von Orten der Fasern, dass ein Bild der Fasern erzeugt wird. In general, it is sufficient to irradiate the fibers at a single location or a selected plurality of locations with the electromagnetic radiation in the THz frequency range and to detect the radiation reflected from that location or transmitted through that location. This can be done, for example, at neuralgic, d .h. happen for vulnerable points in the form. However, in one embodiment, the irradiation and detection is done for a plurality of locations of the fibers such that an image of the fibers is generated.
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In einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Mehrzahl von Lagen von Fasern, beispielsweise in Form von Geweben oder Gelegen, auf die Form aufgelegt. Dabei ist es in einer Ausführungsform zweckmäßig, wenn in einem ersten Schritt mindestens eine Lage von Fasern auf die Form aufgelegt werden, die Lage von Fasern mit elektromagnetischer Strahlung im THz- Frequenzbereich bestrahlt wird und die von den Fasern reflektierte oder durch diese transmittier- te Strahlung erfasst wird, eine Fehlerstelle der Fasern anhand der von den Fasern reflektierten oder der durch die Fasern transmittierten Strahlung identifiziert wird und falls eine Fehlerstelle derIn one embodiment of the invention, a plurality of layers of fibers, for example in the form of woven or laid, are applied to the form. It is useful in one embodiment, if in a first step at least one layer of fibers on the Form are applied, the position of fibers is irradiated with electromagnetic radiation in the THz frequency range and is detected by the fibers reflected or transmitted by the radiation radiation, a fault of the fibers on the basis of the fibers reflected or transmitted through the fibers radiation is identified and if a fault of the
5 Fasern identifiziert wird, die Fehlerstelle korrigiert wird und dann in einem zweiten Schritt eine weitere Lage von Fasern oder eine Mehrzahl von Lagen von Fasern auf die Form aufgelegt wird, die Fasern erneut mit elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich bestrahlt wird und die von den Fasern reflektierte oder durch diese transmittierte Strahlung erfasst wird, eine Fehlerstelle der Fasern anhand der von den Fasern reflektierten oder der durch die Fasern transmit- ίθ tierte Strahlung identifiziert wird und falls eine Fehlerstelle der Fasern identifiziert wird, die Fehlerstelle korrigiert wird. 5 fibers is identified, the defect is corrected and then in a second step another layer of fibers or a plurality of layers of fibers is placed on the mold, the fibers are irradiated again with electromagnetic radiation in the THz frequency range and the fibers reflected or transmitted by this transmitted radiation, an error location of the fibers is identified by the fibers reflected or by the fibers transmit-ίθ radiation and if a fault of the fibers is identified, the fault is corrected.
Auf diese Weise kann eine dicke Schicht von Faserlagen geprüft werden, auch wenn die Eindringtiefe der elektromagnetischen Strahlung im THz-Frequenzbereich geringer ist als die Dicke [5 aller Lagen von Fasern zusammen. In this way, a thick layer of fiber layers can be tested, even if the penetration depth of the electromagnetic radiation in the THz frequency range is less than the thickness [5 of all layers of fibers together.
In einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Schritte des Bestrahlens der Fasern mit elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich und des Erfassens der von den Fasern reflektierten elektromagnetischen Strahlung und/oder der durch die Fasern transmittierten elekt- 10 romagnetischen Strahlung die folgenden Schritte: Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich mit einer Strahlungsquelle, Lenken der elektromagnetischen Strahlung auf die Fasern, Erfassen der von den Fasern reflektierten elektromagnetischen Strahlung mit einem Strahlungsempfänger und/oder Erfassen der durch die Fasern transmittierten elektromagnetischen Strahlung mit einem Strahlungsempfänger. In one embodiment of the invention, the steps of irradiating the fibers with electromagnetic radiation in the THz frequency range and detecting the electromagnetic radiation reflected by the fibers and / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers comprise the steps of: generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with a radiation source, directing the electromagnetic radiation to the fibers, detecting the electromagnetic radiation reflected by the fibers with a radiation receiver and / or detecting the electromagnetic radiation transmitted through the fibers with a radiation receiver.
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Dabei kann das Erzeugen und das Erfassen der elektromagnetischen Strahlung sowohl in Reflexionsgeometrie als auch in Tranmissionsgeometrie erfolgen. D.h. insbesondere können Bilder sowohl in Reflexionsgeometrie als auch in Tranmissionsgeometrie aufgenommen werden.  In this case, the generation and the detection of the electromagnetic radiation can take place both in reflection geometry and in transmission geometry. That In particular, images can be recorded both in reflection geometry and in transmission geometry.
SO Faserverstärkte Formteile können durch ganz unterschiedliche Ausgestaltungen des Verfahrens hergestellt werden. Eines davon wird als Faserwickeln bezeichnet, wobei trockene Fasern (d.h. ohne Matrixmaterial) auf einen im Wesentlichen zylindrischen Kern als Form aufgewickelt werden. Nach dem Aufwickeln gilt es, festzustellen, ob die Fasern, die zumeist in Form von Geweben oder Gelegen auf den Kern aufgewickelt werden, Wellen aufweisen. Dazu wird die elektro-SO fiber-reinforced molded parts can be produced by very different embodiments of the method. One of them is referred to as filament winding wherein dry fibers (i.e., without matrix material) are wound onto a substantially cylindrical core as a shape. After winding it is necessary to determine whether the fibers, which are mostly wound up in the form of woven or laid fibers, have corrugations. For this purpose, the electri-
!5 magnetische Strahlung im THz-Frequenzbereich von außen auf die Fasern gelenkt und die von den Fasern reflektierte elektromagnetische Strahlung mit einem Strahlungsempfänger erfasst. In alternativen Ausführungsformen, die insbesondere zur Herstellung komplexerer Formteile geeignet sind, wird die Form von einem zumindest abschnittsweise konkaven Körper gebildet, auf den bzw. in den die Fasern auf- bzw. eingelegt werden. ! 5 magnetic radiation in the THz frequency range directed from the outside to the fibers and detects the reflected electromagnetic radiation from the fibers with a radiation receiver. In alternative embodiments, which are particularly suitable for producing more complex shaped parts, the shape of an at least partially concave body is formed, on or in which the fibers are loaded or inserted.
5 Wie zuvor für das Faserwickeln beschrieben, können auch in einer solchen Ausführungsform des Verfahrens die Fasern in Reflexionsgeometrie erfasst werden, wobei die Strahlung von der offenen Seite der Form her auf die Fasern gelenkt wird. As described above for the fiber winding, also in such an embodiment of the method, the fibers can be detected in reflection geometry, wherein the radiation is directed onto the fibers from the open side of the mold.
In einer alternativen Ausführungsform besteht jedoch die Form selbst aus einem für die elektro- ί θ magnetische Strahlung im THz-Frequenzbereich transparenten Material, sodass das Bestrahlen und das Erfassen der reflektierten oder transmittierten Strahlung in Reflexions- oder Transmissionsgeometrie erfolgen kann, wobei die elektromagnetische Strahlung durch die Form hindurch tritt. Dies ist insbesondere vorteilhaft bei der Herstellung von großen Formteilen, da es so möglich ist, die Lage der Fasern in der Form mit einer entsprechenden Anordnung aus Strahlungsquelle 15 und Strahlungsempfänger unterhalb der Form zu erfassen, während über der Form freier Raum zum Arbeiten verbleibt. In an alternative embodiment, however, the shape itself consists of a material which is transparent to the electromagnetic radiation in the THz frequency range, so that the irradiation and the detection of the reflected or transmitted radiation can take place in reflection or transmission geometry, the electromagnetic radiation passing through the shape passes through. This is particularly advantageous in the production of large moldings, since it is thus possible to detect the position of the fibers in the mold with a corresponding arrangement of radiation source 15 and radiation receiver below the mold, while leaving free space to work above the mold.
I n einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst der Schritt des Tränkens der Fasern mit einem Matrixmaterial ein Auflegen einer Folie auf die Fasern, ein Ab- 10 dichten der Folie gegen die Form , ein Evakuieren eines Volumens zwischen der Folie und der Form und ein Einbringen von flüssigem Matrixmaterial in das Volumen zwischen der Folie und der Form. Ein solches Verfahren wird als Vakuuminfusion zum Tränken der Fasern bezeichnet. In a further embodiment of the method according to the invention, the step of impregnating the fibers with a matrix material comprises placing a film on the fibers, sealing the film against the mold, evacuating a volume between the film and the mold and inserting of liquid matrix material in the volume between the film and the mold. Such a process is referred to as vacuum infusion for impregnating the fibers.
Dabei wird in einer Ausführungsform zusätzlich ein Trenngewebe zwischen die Fasern und die 15 Folie eingebracht und zusätzlich ein Verteilermedium zwischen das Trenngewebe und die Folie, um ein gleichmäßiges Fließen der Matrix zu ermöglichen. In one embodiment, a separating fabric is additionally introduced between the fibers and the film, and in addition a distribution medium is introduced between the separating fabric and the film in order to allow uniform flow of the matrix.
Durch das Evakuieren eines Volumens zwischen der Folie und der Form , d.h. das Anlegen eines Vakuums, vorzugsweise mit Hilfe einer Vakuumpumpe, presst der Luftdruck die in der Form be- S0 findlichen Fasern zusammen und fixiert sie. Das flüssige Matrixmaterial wird darüber hinaus von dem angelegten Vakuum in das Fasermaterial gesaugt und verteilt sich dort gleichmäßig. By evacuating a volume between the film and the mold, i. By applying a vacuum, preferably by means of a vacuum pump, the air pressure compresses and fixes the fibers in the mold. In addition, the liquid matrix material is sucked into the fiber material by the applied vacuum and is distributed uniformly there.
In einer Ausführungsform der Erfindung wird vor dem Einlegen der Fasern in die Form die Form mit einem Trennmittel beschichtet, um ein Entformen des Formteils aus der Form zu erleichtern. In one embodiment of the invention, prior to loading the fibers into the mold, the mold is coated with a release agent to facilitate demoulding of the mold from the mold.
I n einer Ausführungsform der Erfindung wird das Formteil nach dem Tränken der Fasern mit einem Matrixmaterial ausgehärtet, wobei nach dem Aushärten und vor oder nach dem Entformen des Formteils aus der Form das Formteil mit elektromagnetischer Strahlung im THz- Frequenzbereich bestrahlt wird und die von dem Formteil reflektierte oder durch diese transmit- tierte Strahlung erfasst wird. In one embodiment of the invention, the molded part is hardened after impregnation of the fibers with a matrix material, wherein after curing and before or after removal of the molded part from the mold, the molded article is exposed to electromagnetic radiation in the THz range. Frequency range is irradiated and is detected by the molded part or detected by this transmitted- radiation.
Anhand einer solchen Messung und ggf. Bilderzeugung des fertigen Formteils lassen sich bei- 5 spielsweise Delaminierungen, d .h. Ablösungen der Matrix von den Fasern i m fertigen Formteil erkennen. On the basis of such a measurement and, where appropriate, image formation of the finished molded article, delaminations, i. E. Detachment of the matrix from the fibers in the finished molded part.
In einer Ausführungsform der Erfindung erfolgt das Bestrahlen und Erfassen bzw. die Erzeugung des Bildes mit Hilfe von RADAR (Radio Detection and Ranging). Dabei wird insbesondere aus ί θ der erfassten Strahlu ng die Laufzeit bzw. der Laufweg der Strahlung von der Strahlungsquelle über den Hohlkörper zu dem Strahlungsempfänger bestimmt. In one embodiment of the invention, the irradiation and detection or the generation of the image takes place with the aid of RADAR (Radio Detection and Ranging). In particular, the transit time or the path of the radiation from the radiation source via the hollow body to the radiation receiver is determined from ί θ of the detected radiation.
Grundsätzlich stehen für eine Laufzeit- bzw. Laufwegmessung der elektromagnetischen Strahlung zwischen der Strahlungsquelle u nd dem Strahlungsempfänger drei voneinander zu unter- 15 scheidende Verfahren zur Verfügung, welche alle die gleiche Information über den Abstand zwischen dem zu prüfenden Gegenstand und der Strahlungsquelle bzw. dem Strahlungsempfänger liefern: Basically, for a transit time or travel measurement of the electromagnetic radiation between the radiation source and the radiation receiver, three mutually exclusive methods are available which all provide the same information about the distance between the object to be tested and the radiation source or the radiation receiver deliver:
In einer ersten Ausführungsform umfasst der Schritt des Erzeugens von elektromagnetischer 10 Strahlung im THz-Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle ein Frequenzmodulieren der elektromagnetischen Strahlung, wobei die Änderung der Frequenz gegenüber der Zeit vorzugsweise konstant ist, und wobei der Schritt des Erfassens der elektromagnetischen Strahlung mit dem Strahlungsempfänger eine Bestimmung der Differenzfrequenz zwischen einem Referenzsignal und der von dem Strahlungsempfänger empfangenen elektromagnetischen Strahlung umfasst 15 und wobei aus der Differenzfrequenz die Laufzeit der elektromagnetischen Strahlung zwischen der Strahlungsquelle und dem Strahlungsempfänger berechnet wird . In a first embodiment, the step of generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises frequency modulating the electromagnetic radiation, wherein the change in frequency is preferably constant over time, and wherein the step of detecting the electromagnetic radiation with the radiation receiver a determination of the difference frequency between a reference signal and the electromagnetic radiation received by the radiation receiver comprises 15 and wherein the transit time of the electromagnetic radiation between the radiation source and the radiation receiver is calculated from the difference frequency.
Ein derartiges Verfahren zum Messen des Abstands zwischen dem Hohlkörper und/oder der Dichtung funktioniert dann insbesondere gut, wenn die Frequenz der erzeugten elektromagneti- S0 sehen Strahlung über die Zeit kontinuierlich variiert wird , sodass jeder Zeitpunkt der Abstrahlung eindeutig durch die abgestrahlte Frequenz kodiert ist. Ein solches Verfahren zur Abstandsmessung wird auch als FMCW-Radar bezeichnet. Such a method for measuring the distance between the hollow body and / or the seal works particularly well if the frequency of the generated electromagnetic radiation is varied continuously over time, so that each time point of the radiation is clearly encoded by the radiated frequency. Such a method of distance measurement is also referred to as FMCW radar.
Um die Differenzfrequenz zwischen der zu dem definierten Zeitpunkt von der Strahlungsquelle !5 abgestrahlten elektromagnetischen Frequenz im THz-Frequenzbereich und der zu dem definierten Zeitpu nkt von dem Strahlu ngsempfänger empfangenen Strahlung bestimmen zu können, erfolgt in einer Ausführungsform an dem Strahlungsempfänger eine kohärente Detektion, bei der ein Referenzsignal von der Strahlungsquelle mit dem empfangenen Signal gemischt wird, um ein Signal mit der Differenzfrequenz zu erzeugen. In order to be able to determine the difference frequency between the electromagnetic frequency radiated by the radiation source 5 in the THz frequency range and the radiation received at the defined time interval by the radiation receiver, in one embodiment a coherent detection takes place at the radiation receiver of the a reference signal from the radiation source is mixed with the received signal to produce a signal at the difference frequency.
Unter der Annahme, dass die Strahlungsquelle und der Strahlungsempfänger im Wesentlichen den gleichen Abstand von den zu erfassenden Fasern aufweisen, lässt sich die Entfernung r (einfacher Abstand) zwischen Strahlungsquelle bzw. Strahlungsempfänger und den Fasern wie folgt aus der erzeugten Differenzfrequenz Af zwischen der Frequenz der zu einem definiertenAssuming that the radiation source and the radiation receiver have substantially the same distance from the fibers to be detected, the distance r (simple distance) between the radiation source and the fibers can be determined as follows from the generated difference frequency Af between the frequency of the to a defined
Zeitpunkt von der Strahlungsquelle erzeugten elektromagnetischen Strahlung und der zu dem definierten Zeitpunkt im Strahlungsempfänger erfassten elektromagnetischen Strahlung berechnen:
Figure imgf000009_0001
wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist und ί die Zeit ist, welche die von der Strahlungsquelle er- 15 zeugte und abgestrahlte elektromagnetische Strahlung benötigt, um mit Lichtgeschwindigkeit die Entfernung r zum reflektierenden Objekt, hier den Fasern, hin- und zurückzudurchlaufen. Das Verhältnis df I dt bezeichnet die Änderungsrate, mit der die Frequenz / der erzeugten und abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung über die Zeit t geändert wird. Diese wird auch als Chirprate bezeichnet.
Calculate the time of the electromagnetic radiation generated by the radiation source and the detected at the defined time in the radiation receiver electromagnetic radiation:
Figure imgf000009_0001
where c is the speed of light and ί is the time required for the electromagnetic radiation generated and radiated by the radiation source to travel back and forth at the speed of light with the distance r to the reflecting object, here the fibers. The ratio df I dt denotes the rate of change with which the frequency / the generated and radiated electromagnetic radiation is changed over the time t. This is also called Chirprate.
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Alternativ zur Verwendung eines FMCW-Radars umfasst in einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens der Schritt des Erzeugens von elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle ein Erzeugen von im Zeitbereich impulsformiger elektromagnetischer Strahlung. Die Laufzeit eines Impulses mit einer gegenüber dem zu erfas- 15 senden Abstand kurzen Impulsdauer lässt sich einfach bestimmen. Dazu kann die Laufzeit zwischen Strahlungsquelle, Hohlkörper und Strahlungsempfänger mit der Laufzeit eines Referenzimpulses über einen bekannten Weg verglichen werden. Ein solches Verfahren wird als Impuls- RADAR bezeichnet.  As an alternative to the use of an FMCW radar, in one embodiment of the method according to the invention, the step of generating electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises generating electromagnetic radiation that is pulse-shaped in the time domain. The duration of a pulse with a short pulse duration compared to the distance to be detected can be easily determined. For this purpose, the transit time between the radiation source, the hollow body and the radiation receiver can be compared with the transit time of a reference pulse via a known path. Such a method is called impulse RADAR.
SO Alternativ umfasst der Schritt des Erzeugens der elektromagnetischen Strahlung im THz- Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle das Erzeugen und Abstrahlen einer Mehrzahl von Frequenzen zeitlich nacheinander und der Schritt des Erfassens der elektromagnetischen Strahlung mit dem Strahlungsempfänger umfasst eine Messung der Phase der elektromagnetischen Strahlung für jede einzelne Frequenz relativ zu einem Referenzsignal. Aus der Messung der relativenAlternatively, the step of generating the electromagnetic radiation in the THz frequency range with the radiation source comprises generating and emitting a plurality of frequencies one after another, and the step of detecting the electromagnetic radiation with the radiation receiver comprises measuring the phase of the electromagnetic radiation for each individual frequency relative to a reference signal. From the measurement of relative
!5 Phasenlagen der einzelnen Strahlungskomponenten mit einer Mehrzahl von voneinander ver- schiedenen Frequenzen lässt sich ebenfalls die Laufzeit bzw. der Laufweg zwischen Strahlungsquelle, Fasern und Strahlungsempfänger eindeutig bestimmen. ! 5 phase angles of the individual radiation components with a plurality of different frequencies can also be the running time or the path between the radiation source, fibers and radiation receiver uniquely determined.
I n Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Strahlungsquelle und/oder 5 der Strahlungsempfänger relativ zu den Fasern bewegt. Dies ist insbesondere dann angezeigt, wenn es sich bei dem herzustellenden Formteil um ein sehr großes Teil, wie zum Beispiel einen Windkraftanlagenflügel, handelt. In embodiments of the method according to the invention, the radiation source and / or the radiation receiver are moved relative to the fibers. This is particularly indicated when the molded part to be produced is a very large part, such as a wind turbine blade.
Obwohl es denkbar ist, dass in einer Ausführungsform der Strahlungsempfänger nur einen einzi- ί θ gen Bildpunkt aufweist, hat der Strahlungsempfänger in Ausführungsformen eine Mehrzahl von Bildpunkten, die zellenförmig oder matrixförmig angeordnet sind. Although it is conceivable that in one embodiment the radiation receiver has only a single pixel, in embodiments the radiation receiver has a plurality of pixels which are arranged in the form of a cell or a matrix.
I n Abhängigkeit von der Anzahl der Bild punkte u nd ihrer Anord nung im Strahlu ngsempfänger muss der Strahlungsempfänger in Ausführungsformen entweder in nur einer Richtung oder für [ 5 eine vollständige Abtastung des Formteils in zwei Richtungen über das Formteil bewegt werden. Depending on the number of image points and their arrangement in the radiation receiver, in embodiments the radiation receiver has to be moved over the molding in two directions either in one direction only or for a full scan of the molding.
Während es denkbar ist, zum Erzeugen des Bildes der Fasern ein abbildendes System aus einer Spiegel- oder Linsenoptik für die elektromagnetische Strahlung im THz-Frequenzbereich zu verwenden, wird in einer Ausführungsform der Erfindung ein Verfahren zur synthetischen Bildge- 10 bung zur Erzeugung des Bildes der Fasern genutzt. While it is conceivable to use an imaging system of mirror or lens optics for the electromagnetic radiation in the THz frequency range to generate the image of the fibers, in one embodiment of the invention a method of synthetic imaging is used to produce the image Used fibers.
Das Prinzip der synthetischen Bildgebung, welche häufig auch als Bildgebung mit synthetischer Apertur bezeichnet wird, besteht darin, die Momentaufnahme einer Antenne oder eines Objektivs mit großer Apertur durch eine Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen einer be- 15 wegten Antenne oder eines bewegten Objektivs mit kleiner Apertur oder auch durch eine Mehrzahl von zeitlich aufeinanderfolgenden Aufnahmen einer Mehrzahl ortsfester Antennen oder ortsfester Objektive mit kleiner Apertur zu ersetzen. Das bekannteste System zur synthetischen Bildgebung ist das sogenannte Synthetic Aperture Radar (kurz SAR). Dabei werden die Sende- und die Empfangsantenne eines Radarsystems, welches beispielsweise auf einem Flugzeug montiert SO ist, an einem Objekt vorbei bewegt. Im Verlauf dieser Bewegung wird das Objekt unter veränderlichem Blickwinkel abgestrahlt und entsprechend aufgenommen. Sofern der Weg der Sende- und Empfangsantenne hinreichend bekannt ist, kann aus I ntensität u nd Phasenlage des von der Sendeantenne ausgestrahlten und von dem Objekt zurück in die Empfangsantenne reflektierten Hochfrequenzsignals die Apertur einer großen Antenne synthetisiert und somit eine hohe Ort- SS sauflösung in Bewegungsrichtung der Antenne erzielt werden. Mit Hilfe der aufgezeichneten Daten des reflektierten Radarsignals wird für jeden von der Sendeantenne im Verlauf des Vorbeifluges angestrahlten Ort eine eigene synthetische Antenne oder ein synthetisches Objektiv berech- net, deren Winkelauflösung im AC-Mode so gewählt wird , dass für alle betrachteten Entfernungen die geometrische Auflösung in Flug- bzw. Bewegungsrichtung gleich ist. The principle of synthetic imaging, which is often referred to as synthetic aperture imaging, is to take the snapshot of an antenna or large aperture objective through a plurality of temporally successive images of a tilted or small aperture lens or to replace it with a plurality of temporally successive recordings of a plurality of fixed antennas or stationary lenses with a small aperture. The best-known synthetic imaging system is the so-called Synthetic Aperture Radar (SAR for short). In this case, the transmitting and receiving antennas of a radar system, which is for example mounted on an aircraft S0, are moved past an object. In the course of this movement, the object is radiated from a variable angle and recorded accordingly. If the path of the transmitting and receiving antenna is sufficiently known, the aperture of a large antenna can be synthesized from the intensity and phase position of the radio-frequency signal emitted by the transmitting antenna and reflected by the object back into the receiving antenna, and thus a high local resolution in the direction of movement the antenna can be achieved. With the aid of the recorded data of the reflected radar signal, a separate synthetic antenna or a synthetic objective is calculated for each location illuminated by the transmitting antenna in the course of the flyby. net whose angular resolution in AC mode is selected so that the geometric resolution in the direction of flight or movement is the same for all the distances considered.
Für eine stationäre Anwendung, wie die in dieser Anmeldung beschriebene, werden in einer Aus- 5 fü hru ngsform des erfi nd u ngsgemäßen Verfahrens eine Vielzahl von Strahl u ngsq uel len u nd Strahlungsempfängern verwendet, welche die Fasern unter unterschiedlichen Winkeln abbilden und deren Signale nach dem SAR-Prinzip ausgewertet werden. U m eine möglichst gute räumliche Auflösung zu erhalten, wird in einer Ausführungsform das von einer einzigen Strahlungsquelle abgestrahlte Signal mit einer Vielzahl von Strahlungsempfängern empfangen. For a stationary application, such as that described in this application, in one embodiment of the method according to the invention a multiplicity of beam sources and radiation receivers are used, which image the fibers at different angles and their signals evaluated according to the SAR principle. In order to obtain the best possible spatial resolution, in one embodiment the signal radiated by a single radiation source is received by a plurality of radiation receivers.
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Um die von den einzelnen Strahlungsquellen abgestrahlten Signale nach ihrer Reflektion von den Fasern oder ihrer Transmission durch die Fasern beim Empfang mit einer Mehrzahl von Strahlungsempfängern voneinander unterscheiden zu können, strahlen die einzelnen Strahlungsquellen in einer Ausführungsform ihre Signale, welche alle die gleiche Frequenz aufweisen, zeitlich [ 5 nacheinander ab. Das heißt die Signalabstrahlung von den einzelnen Sendern erfolgt zeitlich seriell. Bei diesem Verfahren kann zu jedem Zeitpunkt das an einem Strahlungsempfänger empfangene Signal eindeutig einer Strahlungsquelle zugeordnet werden.  In order to distinguish the signals emitted by the individual radiation sources after their reflection from the fibers or their transmission through the fibers when received by a plurality of radiation receivers, in one embodiment the individual radiation sources radiate their signals, which all have the same frequency, in time [5 consecutive. This means that the signal emission from the individual transmitters takes place serially. In this method, the signal received at a radiation receiver can be unambiguously assigned to a radiation source at any time.
Alternativ können in einer Ausführungsform alle Strahlungsquellen gleichzeitig, d.h. zeitlich paral- 10 lel, ihre Signale abstrahlen, wobei jede Strahlungsquelle ein Signal mit einer anderen Frequenz abstrahlt. Auf diese Weise sind die Signale einer jeden Strahlungsquelle frequenzkodiert. Da es in einer solchen Ausfü hru ngsform keine zwei Strahlungsquellen mit identischer Frequenz des jeweils abgestrahlten elektromagnetischen Signals gibt, ist jedes von einem Empfänger empfangene Signal eindeutig einer einzigen Strahlungsquelle zuordenbar. Im Sinne einer solchen Aus- 15 führungsform ist die Frequenz der elektromagnetischen Signale deren Trägerfrequenz und nicht etwa deren Modulationsfrequenz. Alternatively, in one embodiment, all the radiation sources can be simultaneously, i. In parallel, they emit their signals, each emitting a signal at a different frequency. In this way, the signals of each radiation source are frequency-encoded. Since in such an embodiment there are no two radiation sources with identical frequency of the respectively emitted electromagnetic signal, each signal received by a receiver can be clearly assigned to a single radiation source. In terms of such an embodiment, the frequency of the electromagnetic signals is their carrier frequency and not their modulation frequency.
In einer Ausführungsform wird daher zum Erzeugen des Bildes der Fasern mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich ein Verfahren mit den folgenden Schritten verwen-In one embodiment, therefore, to generate the image of the fibers with the aid of electromagnetic radiation in the THz frequency range, a method with the following steps is used.
S0 det: Abstrahlen eines ersten elektromagnetischen Signals mit einer ersten Freq uenz von einer ersten Strahlungsquelle, Abstrahlen mindestens eines zweiten elektromagnetischen Signals mit einer zweiten Frequenz von einer zweiten Strahlungsquelle, wobei die erste und die zweite Frequenz voneinander verschieden sind , und im Wesentlichen gleichzeitiges Empfangen des ersten Signals und des zweiten Signals mit einem ersten Empfänger und im Wesentlichen gleichzeitigesS0 det: emitting a first electromagnetic signal having a first frequency from a first radiation source, emitting at least a second electromagnetic signal having a second frequency from a second radiation source, the first and second frequencies being different from each other, and substantially simultaneously receiving the first signal and the second signal with a first receiver and substantially simultaneous
!5 Empfangen des ersten Signals und des zweiten Signals mit mindestens einem zweiten Empfänger. Dabei ist das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf das Abstrahlen u nd das Empfangen zweier Signale beschränkt, sondern in einer Ausführungsform der Erfindung werden mehr als zwei Signale abgestrahlt und empfangen. Empfängt in einer solchen Ausführungsform jeder der räumlich getrennten Strahlungsempfänger gleichzeitig ein erstes Signal von einer ersten Strahlungsquelle und ein zweites Signal von einer zweiten Strahlungsquelle, wobei die erste und die zweite Strahlungsquelle an voneinander ge- 5 trennten Orten angeordnet sind, so kann aus den empfangenen Signalen in kurzer Zeit eine große Apertur synthetisiert und ein Bild mit hoher Auflösung berechnet werden. ! 5 receiving the first signal and the second signal with at least one second receiver. In this case, the method according to the invention is not limited to the emission and the reception of two signals, but in one embodiment of the invention more than two signals are emitted and received. If, in such an embodiment, each of the spatially separated radiation receivers simultaneously receives a first signal from a first radiation source and a second signal from a second radiation source, the first and second radiation sources being disposed at mutually separate locations, then the received signals can synthesizes a large aperture in a short time and calculates a high-resolution image.
Insbesondere ist in einer Ausführungsform ein Verfahren denkbar, bei dem die Erzeugung des Bildes der Fasern mit einer Anordnung mit langem Arbeitsabstand zwischen der Strahlungsquelle ίθ und dem Strahlungsempfänger erfolgt. Auf diese Weise lässt sich ein Bild der Fasern beispielsweise von der Hallendecke eines Produktionsbetriebes für faserverstärkte Formteile aus erzeugen. In particular, in one embodiment, a method is conceivable in which the generation of the image of the fibers takes place with an arrangement with a long working distance between the radiation source ίθ and the radiation receiver. In this way, an image of the fibers can be generated, for example, from the hall ceiling of a production plant for fiber-reinforced molded parts.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden ί5 anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsformen und der dazugehörigen Figuren deutlich. Further advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of embodiments and the associated figures.
Figur 1 zeigt den prinzipiellen Aufbau einer für das erfindungsgemäße Verfahren verwendeten Vorrichtung zum Erzeugen eines Bildes der Fasern. Figure 1 shows the basic structure of a device used for the inventive method for producing an image of the fibers.
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Figur 2 zeigt schematisch den Aufbau zum Erzeugen eines Bildes der Fasern in einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.  Figure 2 shows schematically the structure for generating an image of the fibers in a first embodiment of the method according to the invention.
Figur 3 zeigt schematisch einen Aufbau zum Erzeugen eines Bildes gemäß einer zweiten Ausfüh- 15 rungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. FIG. 3 schematically shows a structure for generating an image according to a second embodiment of the method according to the invention.
Figur 4 zeigt schematisch einen Aufbau zum Erzeugen eines Bildes gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figure 4 shows schematically a structure for generating an image according to another embodiment of the method according to the invention.
SO In den Figuren 1 bis 4sind identische Elemente mit identischen Bezugszeichen gekennzeichnet. SO In FIGS. 1 to 4, identical elements are identified by identical reference numerals.
Die Bildgebungsapparatur aus Figur 1 weist eine Strahlungsquelle 1 zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung 2 im THz-Frequenzbereich, hier um 250 GHz, auf. Um eine Abstandsmessung vornehmen zu können, wird die Frequenz der von der Strahlungsquelle 1 erzeugten und !5 abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung 2 kontinuierlich variiert, so wie dies durch das Diagramm 3 in der Strahlungsquelle 1 (aufgetragen ist die abgestrahlte Frequenz über die Zeit) angedeutet ist. Das heißt, die Frequenz wird kontinuierlich mit der Zeit geändert, wobei die Rate der Frequenzänderung konstant ist. Die von der Strahlungsquelle 1 erzeugte Strahlung wird abgestrahlt und auf den zu erfassenden Gegenstand, hier eine Mehrzahl von Lagen von Fasermatten 4, gelenkt. The imaging apparatus of FIG. 1 has a radiation source 1 for generating electromagnetic radiation 2 in the THz frequency range, in this case around 250 GHz. In order to be able to make a distance measurement, the frequency of the electromagnetic radiation 2 emitted and emitted by the radiation source 1 is continuously varied, as indicated by the diagram 3 in the radiation source 1 (plotted is the radiated frequency over time). That is, the frequency is changed continuously with time, the rate of frequency change being constant. The radiation generated by the radiation source 1 is radiated and directed to the object to be detected, here a plurality of layers of fiber mats 4.
5 Die von den zu inspizierenden Fasern 4 zurückreflektierte Strahlung wird mit Hilfe eines Strahlungsempfängers 5 erfasst. Dabei handelt es sich bei dem Strahlungsempfänger 5 um einen kohärenten Strahlungsempfänger, d.h. in dem Strahlungsempfänger 5 wird die erfasste Strahlung 6 mit einem von der Quelle 1 stammenden Referenzsignal 7 gemischt und ein Signal mit der Differenzfrequenz zwischen dem zu einem definierten Zeitpunkt erzeugten THz-Signal und dem zu ίθ diesem definierten Zeitpunkt erfassten THz-Signal erzeugt. Das Referenzsignal 7 spiegelt die aktuell von der Strahlungsquelle 1 abgestrahlte Frequenz der elektromagnetischen Strahlung wider. 5 The radiation reflected back from the fibers 4 to be inspected is detected by means of a radiation receiver 5. In this case, the radiation receiver 5 is a coherent radiation receiver, i. In the radiation receiver 5, the detected radiation 6 is mixed with a reference signal 7 originating from the source 1 and a signal with the difference frequency between the THz signal generated at a defined time and the THz signal detected at this defined instant is generated. The reference signal 7 reflects the currently emitted by the radiation source 1 frequency of the electromagnetic radiation.
Da der Zeitpunkt der Erzeugung bzw. Abstrahlung der elektromagnetischen Strahlung 2 von der ί5 Strahlungsquelle 1 somit frequenzkodiert ist, lässt sich die Laufzeit der elektromagnetischen Strahlung 2 zwischen der Strahlungsquelle 1 , den Fasern 4 und dem Strahlungsempfänger 5 unmittelbar bestimmen, wenn die Differenzfrequenz zwischen dem aktuell von der Strahlungsquelle 1 abgestrahlten Signal und dem im gleichen definierten Zeitpunkt von dem Strahlungsempfänger 5 erfassten Signal bekannt ist. Da der Strahlungsempfänger 5 durch Mischen des 10 Referenzsignals 7 und des erfassten Signals 6 ein Signal mit der Differenzfrequenz erzeugt, ist dies gegeben. Der Abstand r zwischen dem Strahlungsempfänger 5 und den erfassenden Fasern 4 berechnet sich dann unter der Annahme, dass die Strahlungsquelle 1 und der Strahlungsempfänger 5 den gleichen Abstand von den Fasern 4 haben, als r = , wobei c die Lichtgeschwindigkeit ist und ί die Zeit ist, welche die von der
Figure imgf000013_0001
Since the time of generation or radiation of the electromagnetic radiation 2 from the Strahl5 radiation source 1 is thus frequency-coded, the transit time of the electromagnetic radiation 2 between the radiation source 1, the fibers 4 and the radiation receiver 5 can be determined directly, if the difference frequency between the current is known from the radiation source 1 emitted signal and at the same defined time detected by the radiation receiver 5 signal. Since the radiation receiver 5 generates a signal with the difference frequency by mixing the reference signal 7 and the detected signal 6, this is given. The distance r between the radiation receiver 5 and the detecting fibers 4 is calculated on the assumption that the radiation source 1 and the radiation receiver 5 are equidistant from the fibers 4, as r =, where c is the speed of light and ί is the time which are those of the
Figure imgf000013_0001
15 Strahlungsquelle erzeugte und abgestrahlte elektromagnetische Strahlung benötigt, um mit Lichtgeschwindigkeit die Entfernung r zum reflektierten Objekt hin- und zurückzudurchlaufen.  Radiation source generated and radiated electromagnetic radiation needed to travel at the speed of light, the distance r to the reflected object and back.
In der dargestellten Ausführungsform weist die Strahlungsquelle 1 eine Bandbreite der erzeugten und abgestrahlten elektromagnetischen Strahlung in einem Bereich von 230 GHz bis 320 GHz SO auf, wobei die Frequenz mit konstanter Rate geändert wird, sodass der Bereich von 230 GHZ bis In the illustrated embodiment, the radiation source 1 has a bandwidth of the generated and radiated electromagnetic radiation in a range of 230 GHz to 320 GHz SO, wherein the frequency is changed at a constant rate, so that the range of 230 GHz to
320 GHZ in 100 [is durchgestimmt wird.  320 GHZ in 100 [is tuned.
Anhand von Figur 2 wird nun eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben, wobei zur Erzeugung des Bildes der Fasern eine Apparatur verwendet wird, wie sie schematisch unter Bezug auf Figur 1 beschrieben wurde. Zum Herstellen von Formkörpern, hier einem Windkraftanlagenflügel aus glasfaserverstärktem Epoxydharz, werden zunächst Glasfasermatten 4 in eine Form 9 eingelegt. Die Glasfasermatten 4 sind in der dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Gewebe mit Kett- und Schussfäden, sodass sich die Glasfasern einer Lage 4a, 4b, 4c, ... zumindest in zwei 5 senkrechten Richtungen zueinander erstrecken. Um die notwendige Festigkeit des Bauteils zu erreichen, sind mehrere Lagen 4a, 4b, 4c, ... in der Form 9 übereinander angeordnet. A first embodiment of the method according to the invention will now be described with reference to FIG. 2, wherein an apparatus as described schematically with reference to FIG. 1 is used to produce the image of the fibers. For the production of moldings, here a wind turbine blades made of glass fiber reinforced epoxy resin, glass fiber mats 4 are first inserted into a mold 9. The glass fiber mats 4 are in the illustrated embodiment of the method according to the invention fabric with warp and weft threads, so that the glass fibers a layer 4a, 4b, 4c, ... at least extend in two perpendicular directions 5 to each other. In order to achieve the necessary strength of the component, a plurality of layers 4a, 4b, 4c, ... in the mold 9 are arranged one above the other.
Derzeit werden die einzelnen Lagen von Fasergeweben 4a, 4b, 4c, ... von Hand in die Form 9 eingelegt. Es ist jedoch nicht auszuschließen, dass dieses Auflegen bzw. Einlegen der Fasern in ίθ die Form zukünftig automatisiert erfolgen wird. Currently, the individual layers of fiber fabrics 4a, 4b, 4c, ... inserted by hand in the mold 9. However, it is not excluded that this laying on or inserting the fibers in ίθ the form will be automated in the future.
Bei den schematisch in den Figuren 2 bis 4 dargestellten Verfahren zur Herstellung eines Windkraftanlagenflügels wird die Form 9 vor dem Einlegen der Glasfasermatten 4a, 4b, 4c, ... mit einem Trennmittel beschichtet, um ein einfaches Entformen des fertigen Formkörpers nach dem ί5 Aushärten der Matrix zu ermöglichen. In the method shown schematically in FIGS. 2 to 4 for producing a wind turbine blade, the mold 9 is coated with a release agent prior to insertion of the glass fiber mats 4a, 4b, 4c,..., In order to easily demold the finished molded body after the To allow matrix.
Die textilen, d.h. gewebten Glasfasermatten 4a, 4b, 4c weisen den Vorteil auf, dass sie hochgradig flexibel sind und sich so der Innenwand 10 der Form 9 anpassen und deren Verlauf folgen. Beim Einlegen der Glasfasergewebe 4a, 4b, 4c kommt es jedoch nicht selten zu Fehlerstellen.The textile, i. woven glass fiber mats 4a, 4b, 4c have the advantage that they are highly flexible and so adapt to the inner wall 10 of the mold 9 and follow its course. When inserting the glass fiber fabric 4a, 4b, 4c, however, it is not uncommon for flaws.
>0 > 0
Dabei ist in Figur 2 sowie in den folgenden Figuren 3 und 4 der am häufigsten vorkommende Typ von Fehlerstellen mit 8 bezeichnet. Dabei handelt es sich um eine Welle oder Ondulation in einem Teil der Lagen von Glasfasergeweben 4a, 4b, 4c, ... Aufgrund der hohen Biegsamkeit der einzelnen Glasfasergewebe 4a, 4b, 4c,... sind solche Wellen mit bloßem Auge nach dem Einle- 15 gen aller Gewebe 4a, 4b, 4c in die Form 9 nicht mehr erkennbar, da die Welle 8 in der Regel so wie abgebildet von weiteren Geweben überdeckt wird.  In this case, in FIG. 2 as well as in the following FIGS. 3 and 4, the most frequently occurring type of fault location is designated by 8. This is a wave or ondulation in a part of the layers of glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c, ... Due to the high flexibility of the individual glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c, ... are such waves with the naked eye after Einle - 15 gene all tissues 4a, 4b, 4c in the mold 9 no longer recognizable, since the shaft 8 is usually covered as shown by other tissues.
Daher wird nach dem Einlegen der Gewebe 4a, 4b, 4c in die Form 9 ein Bild der Fasern mit Hilfe elektromagnetischer Strahlung 2 im THz-Frequenzbereich erzeugt, welches es aufgrund der in- S0 härenten Eigenschaften der elektromagnetischen Strahlung in diesem Frequenzbereich ermöglicht, in den Bereich zwischen dem obersten Fasergewebe 4a und der Form 9 hineinzuschauen und die Fehlerstelle 8 zu erkennen. Therefore, after inserting the fabrics 4a, 4b, 4c into the mold 9, an image of the fibers is generated by means of electromagnetic radiation 2 in the THz frequency range which, due to the inherent properties of the electromagnetic radiation in this frequency range, allows the Looking in area between the uppermost fiber fabric 4a and the mold 9 and to recognize the fault point 8.
Wird eine solche Fehlerstelle 8 in dem mit der Anordnung aus Strahlungsquelle 1 und Strah- !5 lungsempfänger 5 erzeugten Bild erkannt, so kann diese Fehlerstelle durch erneutes Einlegen oder Glattstreichen der Fasermatten 4a, 4b, 4c, ... korrigiert werden. Entscheidend ist dabei, dass die Aufnahme des Bildes der Fasern erfolgt, bevor diese mit einem Matrixmaterial, in der dargestellten Ausführungsform Epoxydharz, getränkt werden. Nach dem Einlegen der Glasfasergewebe 4, dem Erzeugen des Bildes und gegebenenfalls Korrigieren der Lage der Glasfasergewebe 4, wird ein Trenngewebe auf die Fasern aufgelegt, gefolgt von einem Verteilermedium und einer luftundurchlässigen Folie, d.h. eine Vakuumfolie (in 5 den Figuren nicht gezeigt). Während Trenngewebe und das Verteilermedium dafür sorgen, dass sich das in die Form 9 einströmende Matrixmaterial besser in der Form verteilt und damit die Fasern gleichmäßiger tränkt, wird die Folie an ihren Rändern mit den Rändern der Form luftdicht abgedichtet. Als nächstes wird an die Form bzw. das Volumen zwischen der Folie und der Oberfläche 10 der Form 9, ein Vakuum angelegt, wodurch die Glasfasermatten gegen die Form ge- ίθ drückt werden und das Matrixmaterial nach Öffnen eines entsprechenden Zuflusskanals in die Form gesaugt wird. If such an error location 8 is detected in the image generated by the arrangement of radiation source 1 and radiation receiver 5, then this defect location can be corrected by reinserting or smoothing out the fiber mats 4a, 4b, 4c,... It is crucial that the recording of the image of the fibers takes place before they are impregnated with a matrix material, in the illustrated embodiment, epoxy resin. After inserting the glass fiber fabrics 4, forming the image and optionally correcting the position of the glass fiber fabrics 4, a release fabric is placed on the fibers, followed by a dispensing medium and an air impermeable film, ie, a vacuum film (not shown in the figures in Figure 5). While the release fabric and the distribution medium ensure that the matrix material flowing into the mold 9 is better distributed in the mold and so that the fibers soak more uniformly, the film is airtightly sealed at its edges with the edges of the mold. Next, a vacuum is applied to the mold or volume between the film and the surface 10 of the mold 9, whereby the glass fiber mats are pressed against the mold and the matrix material is sucked into the mold after opening a corresponding inflow channel.
Sind die Fasermatten 4 gleichmäßig mit Matrixmaterial getränkt, so lässt man den Formkörper aushärten. If the fiber mats 4 are soaked evenly with matrix material, then the shaped body is allowed to harden.
In einem weiteren Schritt kann nach dem Aushärten und Entformen des Formteils aus der Form 9 dieses optional nochmals mit Hilfe von elektromagnetischer Strahlung im THz-Frequenzbereich geprüft werden, wozu erneut ein Bild der Fasern, jedoch jetzt eingebettet in das Matrixmaterial aufgenommen wird und das Bild nachfolgend auf Fehlerstellen, z.B. Delaminationen, untersucht wird. In a further step, after the curing and demoulding of the molded part from the mold 9, it can optionally be checked again with the aid of electromagnetic radiation in the THz frequency range, for which purpose an image of the fibers, but now embedded in the matrix material, is taken and the image below on fault locations, eg Delaminations, is being investigated.
Bei der Ausführungsform aus Figur 2 wird das Bild der Fasern von der Seite der Form her aufgenommen. Daher ist die Form 9 in der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform aus Polypropylen gefertigt, welches für die verwendete elektromagnetische Strahlung weitgehend transparent ist, 15 sodass diese einen formseitigen Blick auf die Fasern 4 ermöglicht. In the embodiment of Figure 2, the image of the fibers is taken from the side of the mold. Therefore, the mold 9 is made in the embodiment shown in Figure 2 of polypropylene, which is largely transparent to the electromagnetic radiation used, 15 so that this allows a shape-side view of the fibers 4.
Die Figuren 3 und 4 beschreiben im Prinzip den gleichen Prozessablauf wie im Zusammenhang mit Figur 2 zuvor beschrieben. Daher sind auch die Form 9, deren Oberfläche 10, die Strahlungsquelle 1 sowie der Strahlungsempfänger 5 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.Figures 3 and 4 describe in principle the same process flow as in connection with Figure 2 described above. Therefore, the shape 9, the surface 10, the radiation source 1 and the radiation receiver 5 are denoted by the same reference numerals.
SO SO
Allerdings zeigen die Figuren 3 und 4 abweichend von der Darstellung aus Figur 2, andere Blickrichtungen auf die Glasfasern 4.  However, FIGS. 3 and 4 deviating from the illustration from FIG. 2 show different directions of view of the glass fibers 4.
In Figur 3 erfolgt die Aufnahme des Bildes ebenso wie in der Darstellung aus Figur 2 in einer Reif flexionsanordnung, hier jedoch von der offenen Seite der Form 9 her. Auf diese Weise befindet sich nach dem Einlegen der Glasfasern 4 in die Form 9 kein weiteres Material zwischen der Strahlungsquelle 1 bzw. dem Strahlungsempfänger 5 und den Glasfasern 4. Figur 4 zeigt eine Anordnung der Strahlungsquelle 1 und des Strahlungsempfängers 5 in Trans- missionsgeomtrie, d.h. die elektromagnetische Strahlung 2 im THz-Frequenzbereich tritt ausgehend von der Strahlungsquelle 1 zunächst du rch d ie für diesen Frequenzbereich transparente Form 9 hind urch , d urch die Glasfasergewebe 4a, 4b, 4c, . . . u nd erreicht erst dann den Strah- 5 lungsempfänger 5. In Figure 3, the image is taken as well as in the illustration of Figure 2 in a frost flexionsanordnung, but here from the open side of the mold 9 forth. In this way, after inserting the glass fibers 4 into the mold 9, there is no further material between the radiation source 1 or the radiation receiver 5 and the glass fibers 4. FIG. 4 shows an arrangement of the radiation source 1 and of the radiation receiver 5 in transmission geometry, ie the electromagnetic radiation 2 in the THz frequency range first emerges from the radiation source 1 and thus transmits the transparent form 9 for this frequency range, ie through the glass fiber fabrics 4a, 4b, 4c,. , , Only then does it reach the radiation receiver 5.
Für Zwecke der ursprünglichen Offenbarung wird darauf hingewiesen, dass sämtliche Merkmale, wie sie sich aus der vorliegenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen für einen Fachmann erschließen, auch wenn sie konkret nur im Zusammenhang mit bestimmten weiteren ί θ Merkmalen beschrieben wurden, sowohl einzeln als auch in beliebigen Zusammenstellungen mit anderen der hier offenbarten Merkmale oder Merkmalsgruppen kombinierbar sind , soweit dies nicht ausdrücklich ausgeschlossen wurde oder technische Gegebenheiten derartige Kombinationen unmöglich oder sinnlos machen. Auf die umfassende, explizite Darstellung sämtlicher denkbarere Merkmalskombinationen wird hier nur der Kürze und der Lesbarkeit der Beschreibung ί 5 wegen verzichtet. For purposes of the original disclosure, it is to be understood that all such features as will become apparent to those skilled in the art from the present description, drawings, and claims, even though concretely described only in connection with certain other features, both individually and separately can also be combined in any combinations with other features or feature groups disclosed herein, unless this has been expressly excluded or technical conditions make such combinations impossible or pointless. For the sake of brevity and readability of the description, the comprehensive, explicit presentation of all conceivable combinations of features is omitted here.
Während die Erfindung im Detail in den Zeichnungen und der vorangehenden Beschreibung dargestellt und beschrieben wurde, erfolgt diese Darstellung und Beschreibung lediglich beispielhaft und ist nicht als Beschränkung des Schutzbereichs gedacht, so wie er durch die Ansprüche defi- 10 niert wird. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. While the invention has been shown and described in detail in the drawings and the foregoing description, this description and description is given by way of example only and is not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims. The invention is not limited to the disclosed embodiments.
Abwandlungen der offenbarten Ausführungsformen sind für den Fachmann aus den Zeichnu ngen , der Beschrei bu ng u nd den beigefügten Ansprüchen offensichtlich . I n den Ansprüchen schließt das Wort„aufweisen" nicht andere Elemente oder Schritte aus, und der u nbestimmte 15 Artikel„eine" oder„ein" schließt eine Mehrzahl nicht aus. Die bloße Tatsache, dass bestimmte Merkmale in unterschiedlichen Ansprüchen beansprucht sind , schließt ihre Kombination nicht aus. Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als Beschränku ng des Schutzbereichs gedacht. Modifications of the disclosed embodiments will be apparent to those skilled in the art from the drawings, the description and the appended claims. In the claims, the word "comprising" does not exclude other elements or steps, and the indefinite article "a" or "an" does not exclude a plurality. The mere fact that certain features are claimed in different claims is exclusive their combination is not a reference numerals in the claims are not intended as a restriction of the scope.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Strahlungsquelle 1 radiation source
2 elektromagnetische Strahlung  2 electromagnetic radiation
3 Diagramm  3 diagram
4 Glasfasern  4 glass fibers
4a Glasgewebe  4a glass fabric
4b Glasgewebe  4b glass fabric
4c Glasgewebe  4c glass fabric
5 Strahlungsempfänger  5 radiation receiver
6 erfasstes Signal  6 detected signal
7 Referenzsignal  7 reference signal
8 Fehlerstelle  8 error location
9 Form  9 form
10 Oberfläche  10 surface

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e P a n t a n s p r e c h e
Verfahren zur Herstellung faserverstärkter Formteile mit den Schritten Process for producing fiber-reinforced molded parts by the steps
Bereitstellen einer Form (9) für das herzustellende Formteil, Providing a mold (9) for the molded part to be produced,
Auflegen einer Mehrzahl von Fasern (4) auf die Form (9), Placing a plurality of fibers (4) on the mold (9),
Bestrahlen der Fasern (4) mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz- Frequenzbereich,  Irradiating the fibers (4) with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range,
Erfassen der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2),  Detecting the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4),
Identifizieren einer Fehlerstelle (8) der Fasern (4) anhand der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2), Identifying a fault location (8) of the fibers (4) on the basis of the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4),
falls eine Fehlerstelle (8) der Fasern (4) identifiziert wird, Korrigieren der Fehlerstelle (8), und if an error location (8) of the fibers (4) is identified, correcting the error location (8), and
Tränken der Fasern (4) mit einem Matrixmaterial.  Impregnating the fibers (4) with a matrix material.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (4), Glasfasern sind und das Matrixmaterial ein Kunststoff ist. A method according to claim 1, characterized in that the fibers (4) are glass fibers and the matrix material is a plastic.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (4) in Form eines Geleges oder Gewebes (4a, 4b, 4c,...) auf die Form (9) aufgelegt werden. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the fibers (4) in the form of a fabric or fabric (4a, 4b, 4c, ...) are placed on the mold (9).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (4) in Lagen auf die Form (9) aufgelegt werden, wobei mindestens eine erste Lage von Fasern (4a, 4b, 4c,...) auf die Form (9) aufgelegt wird, die Fasern (4) mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich bestrahlt werden, die von den Fasern (4) reflektierte elektromagnetische Strahlung (2) und/oder die durch die Fasern (4) transmittierte elektromagnetische Strahlung (2) erfasst wird, eine Fehlerstelle (8) der Fasern (4a, 4b, 4c,...) anhand der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2) identifiziert wird, falls eine Fehlerstelle (8) der Fasern identifiziert wird, die Fehlerstelle (8) korrigiert wird, mindestens eine weitere Lage von Fasern (4a, 4b, 4c,...) auf die erste Lage von Fasern (4) aufgelegt wird, die Fasern (4) mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich bestrahlt werden, die von den Fasern (4) reflektierte elektromagnetische Strahlung (2) und/oder die durch die Fasern (4) transmittierte elektromagnetische Strahlung (2) erfasst wird, eine Fehlerstelle (8) der Fasern (4) anhand der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2) identifiziert wird und falls eine Fehlerstelle (8) der Fasern identifiziert wird, die Fehlerstelle (8) korrigiert wird. Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fibers (4) are placed in layers on the mold (9), wherein at least a first layer of fibers (4a, 4b, 4c, ...) on the mold (9) is applied, the fibers (4) are irradiated with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range, the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers (4) (2), an error location (8) of the fibers (4a, 4b, 4c,...) Based on the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / or the electromagnetic energy transmitted through the fibers (4) Radiation (2) is identified, if a defect (8) of the fibers is identified, the defect (8) is corrected, at least one further layer of fibers (4a, 4b, 4c, ...) on the first layer of fibers ( 4) is placed, the fibers (4) with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range be are irradiated, the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4) is detected, an error location (8) of the fibers (4) on the basis of the fibers (4) reflected electromagnetic radiation (2) and / or through the fibers (4) transmitted electromagnetic radiation (2) is identified and if a fault location (8) of the fibers is identified, the fault location (8) is corrected.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Bestrahlens der Fasern (4) mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz- Frequenzbereich und des Erfassens der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2), folgende Schritte umfassen Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the steps of irradiating the fibers (4) with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range and detecting the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / / or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4), comprise the following steps
Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich mit einer Strahlungsquelle (1 ),  Generating electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range with a radiation source (1),
Lenken der elektromagnetischen Strahlung (2) auf die Fasern (4),  Directing the electromagnetic radiation (2) onto the fibers (4),
Erfassen der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit einem Strahlungsempfänger (5) und/oder  Detecting the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) with a radiation receiver (5) and / or
Erfassen der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit einem Strahlungsempfänger (5).  Detecting the by the fibers (4) transmitted electromagnetic radiation (2) with a radiation receiver (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Form (9) aus einem für die elektromagnetische Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich transparenten Material besteht. Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the mold (9) consists of a for the electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range transparent material.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Tränkens folgende Schritte umfasst Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the step of impregnation comprises the following steps
Auflegen einer Folie auf die Fasern (4), Placing a film on the fibers (4),
Abdichten der Folie gegen die Form (9), Sealing the foil against the mold (9),
Evakuieren eines Volumens zwischen der Folie und der Form (9) und  Evacuating a volume between the film and the mold (9) and
Einbringen von flüssigem Matrixmaterial in das Volumen zwischen der Folie und der Form Introducing liquid matrix material into the volume between the foil and the mold
(9). (9).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus einem für die elektromagnetische Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich transparenten Material besteht. Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the film consists of a for the electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range transparent material.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil ein Flügel für eine Windkraftanlage ist. Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that the molded part is a wing for a wind turbine.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Formteil ausgehärtet wird, wobei nach dem Aushärten das Formteil mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich bestrahlt wird, die von den Fasern (4) reflektierte elekt- romagnetische Strahlung (2) und/oder die durch die Fasern (4) transmittierte elektromagnetische Strahlung (2) erfasst wird und eine Fehlerstelle des Formteils identifiziert wird. Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the molded part is cured, wherein after curing, the molded article is irradiated with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range, the electric (4) reflected by the fibers (4). is detected by the electromagnetic radiation (2) and / or the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4) and a fault location of the molded part is identified.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Erzeugens von elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle (1 ) und des Erfassens der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit dem Strahlungsempfänger (5) und/oder des Erfassens der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit dem Strahlungsempfänger (5) so ausgeführt werden, dass sie mit RADAR erfolgen. Method according to one of claims 5 to 10, characterized in that the steps of generating electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range with the radiation source (1) and the detection of the fibers (4) reflected electromagnetic radiation (2) the radiation receiver (5) and / or the detection of the electromagnetic radiation (2) transmitted through the fibers (4) to the radiation receiver (5) are carried out so that they take place with RADAR.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Erzeugen von elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle (1 ) und das Erfassen der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit dem Strahlungsempfänger (5) und/oder das Erfassen der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagnetischen Strahlung (2) mit dem Strahlungsempfänger (5) in Form einer Laufzeitmessung der elektromagnetischen Strahlung (2) zwischen der Strahlungsquelle (1 ) und dem Strahlungsempfänger (5) erfolgen. Method according to one of claims 5 to 1 1, characterized in that the generation of electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range with the radiation source (1) and the detection of the fibers (4) reflected electromagnetic radiation (2) with the Radiation receiver (5) and / or the detection of the fibers (4) transmitted by the electromagnetic radiation (2) with the radiation receiver (5) in the form of a transit time measurement of the electromagnetic radiation (2) between the radiation source (1) and the radiation receiver (5) respectively.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Erzeugens von elektromagnetischer Strahlung (2) im THz-Frequenzbereich mit der Strahlungsquelle (1 ) ein Frequenzmodulieren der elektromagnetischen Strahlung (2) um- fasst, wobei die Änderung der Frequenz gegenüber der Zeit vorzugsweise konstant ist, und dass der Schritt des Erfassens der elektromagnetischen Strahlung (2) mit dem Strahlungsempfänger (5) eine Bestimmung einer Differenzfrequenz zwischen einem Referenzsignal (7) und der von dem Strahlungsempfänger empfangenen elektromagnetischen Strahlung (2) umfasst und wobei aus der Differenzfrequenz die Laufzeit der elektromagnetischen Strahlung (2) zwischen der Strahlungsquelle (1 ) und dem Strahlungsempfänger (5) berechnet wird. Method according to one of claims 5 to 12, characterized in that the step of generating electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range with the radiation source (1) comprises a frequency modulation of the electromagnetic radiation (2), wherein the change of the frequency is preferably constant with respect to time, and in that the step of detecting the electromagnetic radiation (2) with the radiation receiver (5) comprises determining a difference frequency between a reference signal (7) and the electromagnetic radiation (2) received by the radiation receiver; the difference frequency, the duration of the electromagnetic radiation (2) between the radiation source (1) and the radiation receiver (5) is calculated.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlungsquelle (1 ) und/oder der Strahlungsempfänger (5) relativ zu den Fasern (4) bewegt wird. Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that the radiation source (1) and / or the radiation receiver (5) is moved relative to the fibers (4).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte des Bestrahlens der Fasern (4) mit elektromagnetischer Strahlung (2) im THz- Frequenzbereich und des Erfassens der von den Fasern (4) reflektierten elektromagnetischen Strahlung (2) und/oder der durch die Fasern (4) transmittierten elektromagneti- schen Strahlung (2) an einer Mehrzahl von Orten der Fasern (4) erfolgt und so ein Bild der Fasern (4) erzeugt wird. Method according to one of claims 1 to 14, characterized in that the steps of irradiating the fibers (4) with electromagnetic radiation (2) in the THz frequency range and detecting the electromagnetic radiation (2) reflected by the fibers (4) and / / or the electromagnetic radiation transmitted through the fibers (4). Radiation (2) takes place at a plurality of locations of the fibers (4) and so an image of the fibers (4) is generated.
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