Suchen

Kohlefasern optisch erfassen Hochaufgelöste Zeilenscanner haben alles im Blick

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Um die Eigenschaften von Carbon in der Produktion zu überprüfen, reichen Methoden aus der Textilproduktion nicht aus. Eine spezielle optische Qualitätskontrolle verspricht Abhilfe.

Firmen zum Thema

Werkstoff Carbon: Bei der Herstellung werden die Carbonfasern optisch erfasst. Das patentierte Verfahren garantiert, dass sowohl die Farbe des Carbonfadens als auch dessen Reflektionen unterdrückt werden.
Werkstoff Carbon: Bei der Herstellung werden die Carbonfasern optisch erfasst. Das patentierte Verfahren garantiert, dass sowohl die Farbe des Carbonfadens als auch dessen Reflektionen unterdrückt werden.
( © PiXXart Photography - Fotolia)

Der Werkstoff Carbon ist leicht, stabil und nahezu beliebig formbar und einsetzbar. Um diese optimalen Eigenschaften zu erreichen, muss in der Produktion genau geprüft werden, ob alle Fasern vorhanden und am richtigen Ort sind. Das wird häufig mit Methoden aus der Textilproduktion versucht. Allerdings machen es die speziellen Eigenschaften der Fasern schwer, einen geeigneten Test zu finden. So lässt sich die glänzende und schwarze Oberfläche vom Carbon optisch nur schwer erfassen. Je nach Beleuchtung reflektiert das CFK-Filament das Licht in unterschiedlicher Farbe und Helligkeit, das stellt hohe Anforderungen an die Bildverarbeitung.

Die Probleme bei der optischen Kontrolle

Carbongewebe ist leicht, stabil und lässt sich nahezu beliebig formen.
Carbongewebe ist leicht, stabil und lässt sich nahezu beliebig formen.
( © torsakarin - Fotolia)

Eine besondere Herausforderung sind Bändchen-Filamente, also flache Kohlefaserbündel. Sie haben je nach Betrachtungswinkel eine unterschiedliche Breite, die dennoch unabhängig von ihrer Lage erkannt werden muss. Carbonfasern können viel dünner als Textilfasern sein und benötigen daher eine besonders hohe Auflösung der Kameras. Zudem entsteht durch den Abrieb sogenannter Carbonstaub, der sehr feinkörnig und elektrisch leitend ist. Daraufhin versagt die elektrische Fadenkontrolle mittels Fadenwächter, wenn die Carbonfäden elektrisch leitend sind.

Und schließlich werden die optischen Systeme durch die Kohlestaub-Ablagerung mit der Zeit blind. Bei Carbongelegen aus Filamenten müssen, je nach Anwendung die Winkel der Carbonfäden zueinander exakt eingehalten und überwacht werden, weil davon die späteren mechanischen Eigenschaften von Faserverbundwerkstoffen abhängen.

Die Bildverarbeitung wird entlastet

Eine Lösung bietet Opdi-tex durch die optische Qualitätskontrolle in der Carbongewebe- und Carbonverbundstoff-Produktion. Der Einsatz der patentierten Verfahren zur optischen Qualitätssicherung macht sie unabhängig von der Farbe und Oberflächenbeschaffenheit der Filamente. In den Kamerablickwinkel eingespiegeltes Licht und Retro-Reflektoren führen zu einer vereinfachten Bildverarbeitung, weil sowohl die Farbe des Carbonfadens als auch dessen Reflektionen unterdrückt werden. Das reduziert die Anforderungen und damit die Kosten an die Auswertung in der Bildverarbeitung.

Der Einsatz eines Kontakscanners für Carbongewebe löst das Kohlestaubproblem, denn diese reinigen ihren Sichtbereich praktisch selber. Zudem ist die Elektronik durch die staubdichten IP65-Gehäuse abgeschirmt. Die hochauflösenden Zeilenscanner machen die Kohlefaser auch sichtbar bei verdrehten Bändchen, weil alle Carbonfäden auch auf der schmalen Seite noch sicher erkannt werden.

Hersteller von Carbonprodukten erhalten Kameramodule mit integrierter Bildverarbeitung in einem kleinen und handlichen System, was die Montage vereinfacht. Diese liefen mit der internen Bildverarbeitung zeitnah ausgewertete Daten zur Steuerung der Produktionsmaschinen.

(ID:43156030)