DE102015203560A1 - Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method - Google Patents

Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method Download PDF

Info

Publication number
DE102015203560A1
DE102015203560A1 DE102015203560.3A DE102015203560A DE102015203560A1 DE 102015203560 A1 DE102015203560 A1 DE 102015203560A1 DE 102015203560 A DE102015203560 A DE 102015203560A DE 102015203560 A1 DE102015203560 A1 DE 102015203560A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sample
eddy current
current measuring
section
fiber
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102015203560.3A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Jahnke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102015203560.3A priority Critical patent/DE102015203560A1/en
Publication of DE102015203560A1 publication Critical patent/DE102015203560A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/90—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents
    • G01N27/9046—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws using eddy currents by analysing electrical signals
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0003—Composite materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum zerstörungsfreien Bestimmen von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen an einer Vielzahl von Probenabschnitten (3) aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff angegeben. Dabei wird eine Messvorrichtung (1) bereitgestellt, die einen Probenträger (2) zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten (3), eine Wirbelstrommesseinheit (4) mit zumindest einem Wirbelstrommesskopf (41), eine Steuer- und Auswerteeinheit (5) sowie eine Probenwechseleinheit (6) aufweist. Es wird ein Probenabschnitt (3) aus dem Probenträger (2) mittels der Probenwechseleinheit (6) entnommen, der Probenabschnitt (3) in die Wirbelstrommesseinheit (4) mittels der Probenwechseleinheit (6) eingeführt und mittels des Wirbelstromsensorkopfs (41) gescannt. Mittels der Steuer- und Auswerteeinheit (5) werden die Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen des Probenabschnittes (3) ermittelt. Weiterhin wird eine Messvorrichtung (1) zum Durchführen des Verfahrens angegeben.A method is provided for nondestructively determining fiber orientations and / or fiber bundle orientations at a plurality of multilayer fiber composite sample sections (3). In this case, a measuring device (1) is provided which has a sample carrier (2) for receiving a plurality of sample sections (3), an eddy-current measuring unit (4) with at least one eddy current measuring head (41), a control and evaluation unit (5) and a sample exchange unit ( 6). A sample section (3) is removed from the sample carrier (2) by means of the sample exchange unit (6), the sample section (3) is introduced into the eddy current measuring unit (4) by means of the sample exchange unit (6) and scanned by means of the eddy current sensor head (41). By means of the control and evaluation unit (5), the fiber orientations and / or fiber bundle orientations of the sample section (3) are determined. Furthermore, a measuring device (1) for carrying out the method is specified.

Figure DE102015203560A1_0001
Figure DE102015203560A1_0001

Description

Es wird ein Verfahren zur zerstörungsfreien Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen in einer Mehrzahl von Probenabschnitten aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff angegeben. Weiterhin wird eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben.A non-destructive method of determining fiber orientations and / or fiber bundle orientations in a plurality of multi-layer fiber composite sample sections is provided. Furthermore, a measuring device for carrying out the method is specified.

Zum Zwecke einer Qualitätssicherung bei der Herstellung von Karosseriebauteilen, insbesondere für Kraftfahrzeuge, ist es erforderlich, die hergestellten Bauteile einer Prüfung ihrer jeweiligen Eigenschaften zu unterziehen, und zu prüfen, ob diese Eigenschaften die vorgegebenen Anforderungen erfüllen.For the purpose of quality assurance in the manufacture of body components, especially for motor vehicles, it is necessary to subject the manufactured components to a test of their respective properties, and to check whether these properties meet the specified requirements.

So ist insbesondere eine Qualitätsüberprüfung von Faserverbundbauteilen von besonderer Bedeutung, um den in der Regel aus mehreren Faserlagen bestehenden Aufbau von in einer Kunststoffmatrix eingebetteten, textilen Flächengebilden zu prüfen. Üblicherweise sind die einzelnen Faserlagen hierbei unterschiedlich zueinander ausgerichtet, wodurch eine besondere Festigkeit des späteren Bauteils erzielt werden kann. Im Rahmen der Verarbeitung kann es jedoch zu einer unbeabsichtigten Verschiebung der Faserlagen kommen. Unter ungünstigen Umständen kann dies zur Folge haben, dass die Faserstruktur an dieser Stelle des Bauteils geschwächt wird und bei entsprechender Belastung zu einem vorzeitigen Bauteilversagen führen kann.For example, a quality inspection of fiber composite components is of particular importance in order to test the structure of textile fabrics embedded in a plastic matrix, which as a rule consists of several fiber layers. Usually, the individual fiber layers are aligned differently with each other, whereby a special strength of the later component can be achieved. As part of the processing, however, there may be an unintentional shift in the fiber layers. Under unfavorable circumstances, this can result in the fiber structure being weakened at this point of the component and, given a corresponding load, leading to premature component failure.

Im Rahmen der Qualitätssicherung ist es daher erforderlich die korrekten Faserausrichtungen der Lagen zu prüfen, um die Festigkeit der Bauteile sicherzustellen.In the context of quality assurance, it is therefore necessary to check the correct fiber orientations of the layers in order to ensure the strength of the components.

Es sind verschiedene Verfahren zum Prüfen des Lagenaufbaus der Faserverbundbauteile bekannt.Various methods are known for testing the layer structure of the fiber composite components.

Beispielsweise können in einem destruktiven Verfahren durch Abschleifen des Faserverbundbauteils einzelne Schichten abgetragen und eine Faserausrichtung innerhalb der freigelegten Ebene mittels fotographischer Auswertung überprüft werden. Dieses Verfahren erfordert jedoch erheblichen Aufwand und Kosten, um ein präzises Schleifen und eine entsprechende Analyse der geschliffenen Schichten sicherzustellen.For example, in a destructive process by abrading the fiber composite component individual layers removed and a fiber orientation within the exposed plane can be checked by means of photographic evaluation. However, this process requires considerable effort and expense to ensure accurate grinding and analysis of the ground layers.

Aus der Druckschrift DE 10 2011 086 688 A1 ist ein Verfahren zum Prüfen eines Lagenaufbaus eines Faserverbundbauteils bekannt, bei dem ein Faserverbundbauteil einer Röntgenuntersuchung unterzogen wird, um anhand von Röntgenkontrastelementen eine korrekte Faserausrichtung zu validieren.From the publication DE 10 2011 086 688 A1 For example, a method for testing a ply structure of a fiber composite component is known in which a fiber composite component is subjected to an X-ray examination in order to validate a correct fiber orientation using X-ray contrast elements.

Die Druckschrift DE 38 27 229 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur zerstörungsfreien Prüfung von Bauteilen aus faserverstärkten Kunststoffen mittels Wirbelstromsonden. Dabei erfolgt eine Messung ohne Ausbau des Prüfteils per Hand, sodass sich die Messung bei einer hohen Anzahl von zu untersuchenden Prüfteilen sehr aufwändig gestaltet.The publication DE 38 27 229 A1 describes a method and apparatus for nondestructive testing of fiber reinforced plastic components by means of eddy current probes. In this case, a measurement without removal of the test part by hand, so that the measurement at a high number of test parts to be examined designed very expensive.

Des Weiteren ist im Stand der Technik bekannt, aus einem Bauteil einen oder mehrere zunächst einstückig mit dem Bauteil ausgebildete Probenabschnitte zu entnehmen, die nach der Fertigstellung des Bauteils von diesem abgetrennt und einer Qualitätsprüfung zugeführt werden. Hierbei wird das Bauteil aus dem regulären Fertigungsprozess entnommen und durch die Entnahme der Proben üblicherweise unbrauchbar. Da jedoch jeder Probenabschnitt Bestandteil des Bauteils und somit aus demselben Werkstoff mit derselben Ausrichtung der Faserlagen wie das übrige Bauteil hergestellt ist, kann aus der zu prüfenden Qualität des Probeabschnitts auf die Qualität des gesamten Bauteils rückgeschlossen werden. Über eine statistische Auswertung werden zudem Rückschlüsse auf die nicht untersuchten Bauteile gezogen. Die entnommenen Probenabschnitte werden in einer Prüfeinrichtung mittels Computer-Tomographie zerstörungsfrei untersucht.Furthermore, it is known in the prior art to remove from a component one or more sample portions which are initially formed integrally with the component and which are separated from the component after completion of the component and subjected to a quality inspection. In this case, the component is removed from the regular production process and usually unusable by taking the samples. However, since each sample section is part of the component and thus made of the same material with the same orientation of the fiber layers as the rest of the component, the quality of the test section to be tested can be deduced from the quality of the entire component. In addition, a statistical evaluation is used to draw conclusions about the unexamined components. The removed sample sections are examined non-destructively in a test facility by means of computer tomography.

Es ist eine Aufgabe zumindest einiger Ausführungsformen ein Verfahren anzugeben, mittels dessen eine möglichst einfache, schnelle und kostengünstige Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen einer Anzahl von Faserverbundbauteilen zu ermöglichen. Eine weitere Aufgabe ist es, eine Messvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens anzugeben.It is an object of at least some embodiments to provide a method by means of which the simplest possible, fast and cost-effective determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations of a number of fiber composite components to allow. Another object is to provide a measuring device for carrying out the method.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren und einen Gegenstand gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen gehen weiterhin aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und aus den Zeichnungen hervor.These objects are achieved by a method and an object according to the independent claims. Advantageous embodiments and further developments will become apparent from the dependent claims, the following description and from the drawings.

Gemäß einer Ausführungsform wird bei einem Verfahren zum zerstörungsfreien Bestimmen von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen an einer Vielzahl von Probenabschnitten aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff eine Messvorrichtung bereitgestellt. Der Faserverbundwerkstoff der zu prüfenden Probenabschnitte weist vorzugsweise mehrere aus Fasern gebildete Einzellagen auf, die beispielsweise in einer Kunststoffmatrix eingeschlossen sein können, und die jeweils eine individuell definierte Einzellagenschichtdicke und Faserausrichtung aufweisen können. Bevorzugt umfasst jeder der Probenabschnitte einen mehrlagigen Aufbau mit mindestens drei Materiallagen, besonders bevorzugt einen mehrlagigen Aufbau mit 6 bis 12 Materiallagen. Die Probenabschnitte können hier und im Folgenden auch als „Proben” bezeichnet werden.According to one embodiment, in a method for nondestructively determining fiber orientations and / or fiber bundle orientations at a plurality of multilayer fiber composite sample sections, a measuring device is provided. The fiber composite material of the sample sections to be tested preferably has a plurality of individual layers formed from fibers, which may for example be enclosed in a plastic matrix, and each of which may have an individually defined single layer layer thickness and fiber orientation. Preferably, each of the sample sections comprises a multilayer structure having at least three layers of material, more preferably a multilayer structure having 6 to 12 Layers of material. The sample sections can be referred to here and below as "samples".

Die Messvorrichtung weist einen Probenträger zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten, eine Wirbelstrommesseinheit mit zumindest einem Wirbelstrommesskopf, eine Steuer- und Auswerteeinheit sowie eine Probenwechseleinheit auf. Der Wirbelstrommesskopf kann hier und im Folgenden auch als „Wirbelstromsensorkopf” oder als „ET-Sensor” (ET, „Eddy Current Testing”) bezeichnet werden.The measuring device has a sample carrier for receiving a plurality of sample sections, an eddy-current measuring unit with at least one eddy-current measuring head, a control and evaluation unit and a sample-changing unit. The eddy current measuring head can also be referred to here as "eddy current sensor head" or as "ET sensor" (ET, "Eddy Current Testing").

In einem ersten Schritt wird ein Probenabschnitt aus dem Probenträger mittels der Probenwechseleinheit entnommen. Beispielsweise kann die Probenwechseleinheit einen Greifer aufweisen, welcher den Probenabschnitt greifen und aus dem Probenträger entnehmen kann. Danach wird der entnommene Probenabschnitt mittels der Probenwechseleinheit in die Wirbelstrommesseinheit eingeführt. In einem sich anschließenden Verfahrensschritt wird der Probenabschnitt mittels des Wirbelstrommesskopfs der Wirbelstrommesseinheit gescannt. In anderen Worten wird der Probenabschnitt vom Wirbelstrommesskopfs abgetastet bzw. gerastert. Der Scanvorgang mittels des Wirbelstrommesskopfs kann beispielsweise rotierend oder mäandernd erfolgen. Mittels der Steuer- und Auswerteeinheit werden dann die Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen des Probenabschnittes ermittelt. Die Faserbündelorientierung kann hier und im Folgenden auch als „Rovingorientierung” bezeichnet werden. Beispielsweise weist die Steuer- und Auswerteeinheit eine Bildbearbeitungssoftware auf, mittels der die Faser- bzw. Rovingorientierungen des Probenabschnitts bestimmt werden können.In a first step, a sample section is removed from the sample carrier by means of the sample exchange unit. For example, the sample changing unit may have a gripper which can grip the sample section and remove it from the sample carrier. Thereafter, the removed sample portion is introduced into the eddy current measuring unit by means of the sample exchange unit. In a subsequent method step, the sample section is scanned by means of the eddy current measuring head of the eddy current measuring unit. In other words, the sample portion is scanned by the eddy current probe. The scanning process by means of the eddy current measuring head can, for example, be rotating or meandering. The fiber orientations and / or fiber bundle orientations of the sample section are then determined by means of the control and evaluation unit. The fiber bundle orientation can here and below also be referred to as "roving orientation". For example, the control and evaluation unit has an image processing software, by means of which the fiber or roving orientations of the sample section can be determined.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Faserwinkel des Probenabschnittes ermittelt. Bei der Ermittlung der Faserwinkel erfolgt eine Winkelmessung auf Faserebene. Dies kann beispielsweise bei einer hohen Scanauflösung möglich sein.According to a further embodiment, the fiber angles of the sample section are determined. When determining the fiber angle, an angle measurement takes place at the fiber level. This can be possible, for example, with a high scan resolution.

Vorzugsweise werden die Schritte des Entnehmens des Probenabschnitts aus dem Probenträger, des Einführens des Probenabschnittes in die Wirbelstrommesseinheit, des Scannens des Probenabschnittes mittels des Wirbelstrommesskopfs, und des Ermittelns der Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen bzw. der Faserwinkel des Probenabschnittes vollautomatisiert durchgeführt. Das bedeutet, dass die Messvorrichtung das Verfahren zum Bestimmen von Faserorientierungen, Rovingorientierungen und/oder Faserwinkeln einer Vielzahl von Probenabschnitten vollautomatisiert durchführen kann, indem eine Vielzahl von Probenabschnitten, die in einem Probenträger der Messvorrichtung angeordnet sind, automatisch von der Probenwechseleinheit aus dem Probenträger entnommen und in die Wirbelstrommesseinheit eingeführt werden. Das Scannen bzw. die Messung mittels der Wirbelstrommesseinheit kann in Reflexion und/oder in Transmission durchgeführt werden. Bei einer Messanordnung in Reflexion reicht es aus, wenn ein Wirbelstrommesskopf auf einer Seite des Probenabschnitts angeordnet ist. Es können aber auch mehrere Wirbelstrommessköpfe vorgesehen sein. Dadurch kann die Wirtschaftlichkeit der Messvorrichtung erhöht werden. Bei einer Messanordnung in Transmission sind vorzugsweise zwei Wirbelstrommessköpfe vorgesehen, wobei der Probenabschnitt während des Scanvorgangs zwischen den zwei Wirbelstrommessköpfen angeordnet ist.Preferably, the steps of removing the sample section from the sample carrier, inserting the sample section into the eddy current measuring unit, scanning the sample section by means of the eddy current measuring head, and determining the fiber orientations and / or roving orientations or the fiber angles of the sample section are carried out fully automatically. This means that the measuring device can carry out the method for determining fiber orientations, roving orientations and / or fiber angles of a plurality of sample sections fully automatically by automatically removing a plurality of sample sections arranged in a sample carrier of the measuring device from the sample exchange unit be introduced into the eddy current measuring unit. The scanning or the measurement by means of the eddy-current measuring unit can be carried out in reflection and / or in transmission. In a measurement arrangement in reflection, it is sufficient if a vortex flow sensor is arranged on one side of the sample section. But it can also be provided more eddy current measuring heads. As a result, the profitability of the measuring device can be increased. In a measuring arrangement in transmission, two eddy-current measuring heads are preferably provided, wherein the sample section is arranged between the two eddy-current measuring heads during the scanning process.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird der dem Probenträger entnommene Probenabschnitt nach dem Scannen mittels des Wirbelstromsensorkopfs mithilfe der Probenwechseleinheit in den Probenträger rücksortiert. Beispielsweise kann der Greifer der Probenwechseleinheit den Probenabschnitt aus der Wirbelstrommesseinheit entfernen und ihn wieder im Probenträger anordnen. Vorzugsweise erfolgt das Rücksortieren des Probenabschnitts in den Probenträger vollautomatisiert.According to a further embodiment, the sample section removed from the sample carrier is sorted into the sample carrier after scanning by means of the eddy current sensor head with the aid of the sample changing unit. For example, the gripper of the sample exchange unit can remove the sample section from the eddy current measuring unit and arrange it again in the sample carrier. Preferably, the sorting back of the sample section into the sample carrier takes place fully automatically.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden nach dem Rücksortieren des Probenabschnitts alle weiteren im Probenträger angeordneten Probenabschnitte nacheinander vollautomatisiert dem Probenträger entnommen und der Wirbelstrommesseinheit mittels der Probenwechseleinheit nacheinander zugeführt. Beispielsweise wird dabei ein Probenabschnitt erst dem Probenträger entnommen wenn der vorangehende bereits geprüfte Probenabschnitt bereits mittels der Probenwechseleinheit dem Probenträger wieder zugeführt, d. h. rücksortiert worden ist.In accordance with a further embodiment, after the sample section has been sorted back, all further sample sections arranged in the sample carrier are successively taken out of the sample carrier in a fully automated manner and fed successively to the eddy-current measuring unit by means of the sample-changing unit. For example, a sample section is first removed from the sample carrier when the preceding already tested sample section has already been returned to the sample carrier by means of the sample exchange unit, ie. H. has been sorted.

Das hier beschriebene Verfahren zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass alle in dem Probenträger angeordneten Probenabschnitte mit geringem Zeitaufwand geprüft werden können. Weiterhin entstehen im Gegensatz zum händischen, mechanischen Schleifen keine gesundheitsschädlichen Stäube und die Probenabschnitte bleiben nach dem Prüfvorgang vollständig erhalten.The method described here is characterized in particular by the fact that all sample sections arranged in the sample carrier can be tested with little expenditure of time. Furthermore, in contrast to manual mechanical grinding, no harmful dusts are produced and the sample sections remain completely intact after the test procedure.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform werden die Probenabschnitte mittels der Probenwechseleinheit derart bezüglich des Wirbelstrommesskopfes ausgerichtet, dass die Probenabschnitte beim Scannen vollständig vom Wirbelstrommesskopf erfasst werden. Beispielsweise kann der Wirbelstrommesskopf eine Größe und/oder Form aufweisen, die an die Größe bzw. Form der Probenabschnitte angepasst ist. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass der Wirbelstrommesskopf bzw. die Probenabschnitte während des Scanvorgangs nicht bewegt werden müssen.According to a further embodiment, the sample sections are aligned by means of the sample exchange unit with respect to the eddy current measuring head so that the sample sections are completely detected by the eddy current measuring head during the scanning. For example, the eddy current measuring head may have a size and / or shape which is adapted to the size or shape of the sample sections. As a result, it can advantageously be achieved that the eddy current measuring head or the sample sections do not have to be moved during the scanning process.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Probenabschnitt eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche auf. Beispielsweise kann die erste Oberfläche des Probenabschnitts in einem ersten Scanabschnitt dem Wirbelstrommesskopf zugewandt angeordnet werden. In einem zweiten Scanabschnitt kann nach einem Drehen des Probenabschnitts oder des Wirbelstrommesskopfs die zweite Oberfläche des Probenabschnitts dem Wirbelstrommesskopf zugewandt angeordnet werden. Dadurch kann mittels eines einzigen Wirbelstrommesskopfs sowohl die erste als auch die zweite Oberfläche des Probenabschnitts gescannt werden, wodurch insbesondere bei Probenabschnitten mit einer hohen Anzahl an Materiallagen ein gutes Messergebnis erzielt werden kann. According to a further embodiment, the sample section has a first surface and a second surface opposite the first surface. For example, the first surface of the sample section can be arranged in a first scan section facing the eddy current measuring head. In a second scan section, after rotating the sample section or the eddy current measuring head, the second surface of the sample section can be arranged facing the eddy current measuring head. As a result, both the first and the second surface of the sample section can be scanned by means of a single eddy current measuring head, whereby a good measurement result can be achieved, in particular for sample sections with a high number of material layers.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Wirbelstrommesseinheit zumindest zwei Wirbelstrommessköpfe auf. Vorzugsweise wird der Probenabschnitt mittels der Probenwechseleinheit beim Einführen des Probenabschnittes in die Wirbelstrommesseinheit zwischen den zwei Wirbelstrommessköpfen angeordnet. Dadurch können vorteilhafterweise die erste und die zweite Oberfläche des Probenabschnitts gleichzeitig gescannt werden. Weiterhin ist es möglich, dass die Wirbelstrommesseinheit derart ausgebildet ist, dass zwei Probenabschnitte in der Wirbelstrommesseinheit aufgenommen werden können und gleichzeitig von jeweils einem Wirbelstrommesskopf gescannt werden können. Beispielsweise können die Wirbelstrommessköpfe derart angeordnet sein, dass sie jeweils verschiedenen Seiten der Probenabschnitte zugeordnet sind. Nach einem Scanvorgang der Probenabschnitte mittels der Wirbelstrommessköpfe können die Probenabschnitte dann getauscht werden, so dass die jeweils andere Seite der Probenabschnitte gescannt werden kann.According to a further embodiment, the eddy-current measuring unit has at least two eddy-current measuring heads. Preferably, the sample section is arranged by means of the sample exchange unit during insertion of the sample section into the eddy current measuring unit between the two eddy current measuring heads. As a result, advantageously, the first and the second surface of the sample section can be scanned simultaneously. Furthermore, it is possible for the eddy-current measuring unit to be designed such that two sample sections can be accommodated in the eddy-current measuring unit and simultaneously scanned by one eddy-current measuring head. For example, the eddy current measuring heads can be arranged such that they are respectively assigned to different sides of the sample sections. After a scanning operation of the sample sections by means of the eddy current measuring heads, the sample sections can then be exchanged, so that the respective other side of the sample sections can be scanned.

Weiterhin wird eine Messvorrichtung zur Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen in Probenabschnitten aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff angegeben. Die Messvorrichtung kann eines oder mehrere Merkmale der bereits im Zusammenhang mit dem Verfahren genannten Ausführungsformen einer Messvorrichtung aufweisen. Die vorher und im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen gelten somit gleichermaßen für die Messvorrichtung an sich wie auch für die im Zusammenhang mit dem Verfahren beschriebene und im Verfahren zur Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen in Probenabschnitten zum Einsatz kommende Messvorrichtung.Furthermore, a measuring device for determining fiber orientations and / or roving orientations in sample sections made of multilayer fiber composite material is specified. The measuring device can have one or more features of the embodiments of a measuring device already mentioned in connection with the method. The embodiments described above and below thus apply equally to the measuring apparatus itself as well as to the measuring apparatus described in connection with the method and used in the method for determining fiber orientations and / or roving orientations in sample sections.

Eine Messvorrichtung weist gemäß einer Ausführungsform einen Probenträger zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten auf. Der Probenträger kann beispielsweise als Probenmagazin ausgeführt sein. Weiterhin weist die Messvorrichtung eine Wirbelstrommesseinheit mit zumindest einem Wirbelstrommesskopf zum Scannen eines Probenabschnitts sowie eine Probenwechseleinheit auf. Die Probenwechseleinheit ist dazu eingerichtet, die Probenabschnitte aus dem Probenträger zu entnehmen und die Probenabschnitte der Wirbelstrommesseinheit zuzuführen. Vorzugsweise ist die Probenwechseleinheit derart ausgebildet, dass das Entnehmen der Probenabschnitte aus dem Probenträger und das Zurücksortieren der Probenabschnitte in den Probenträger vollautomatisiert erfolgt.In one embodiment, a measuring device has a sample carrier for receiving a multiplicity of sample sections. The sample carrier can be designed, for example, as a sample magazine. Furthermore, the measuring device has an eddy-current measuring unit with at least one eddy current measuring head for scanning a sample section as well as a sample exchange unit. The sample changing unit is adapted to remove the sample sections from the sample carrier and to supply the sample sections to the eddy current measuring unit. The sample exchange unit is preferably designed such that the removal of the sample sections from the sample carrier and the sorting back of the sample sections into the sample carrier take place fully automatically.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der Probenträger einen in einer Längsrichtung erstreckten Körper mit einer Anzahl von Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Probenabschnitts. Beispielsweise ist der Probenträger zur Aufnahme von mindestens 20, vorzugsweise von mindestens 40, und besonders bevorzugt von mindestens 80 Probenabschnitten ausgebildet. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist der Probenträger eine Vorschubeinheit auf. Die Vorschubeinheit ist vorzugsweise dazu eingerichtet, die Probenabschnitte in Längsrichtung des Probenträgers zu bewegen. Beispielsweise kann die Vorschubeinheit als Magazinvorschub ausgebildet sein. Mittels der Vorschubeinheit kann ein als Nächstes zu untersuchender Probenabschnitt in eine Position bewegt werden, in der die Probenwechseleinheit bzw. ein Greifer der Probenwechseleinheit den Probenabschnitt aus dem Probenträger entnehmen und ihn der Wirbelstrommesseinheit zuführen kann.According to a further embodiment, the sample carrier comprises a body extended in a longitudinal direction with a number of receptacles for receiving in each case a sample section. For example, the sample carrier is designed to accommodate at least 20, preferably at least 40, and particularly preferably at least 80 sample sections. According to a further preferred embodiment, the sample carrier has a feed unit. The feed unit is preferably configured to move the sample sections in the longitudinal direction of the sample carrier. For example, the feed unit may be designed as a magazine feed. By means of the feed unit, a sample section to be examined next can be moved into a position in which the sample changing unit or a gripper of the sample changing unit can remove the sample section from the sample carrier and feed it to the eddy current measuring unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der Probenträger der Messvorrichtung entnommen werden. Beispielsweise kann die Messvorrichtung derart ausgebildet sein, dass sie verschiedene Probenträger, die vorzugsweise jeweils identisch ausgebildet sind, nacheinander aufnehmen kann. Dadurch können vorteilhafterweise mehrere Probenträger unabhängig zum Messen mit Probenabschnitten bestückt werden, wodurch eine Zeitersparnis erreicht werden kann.According to a further embodiment, the sample carrier of the measuring device can be removed. For example, the measuring device may be designed such that it can record different sample carriers, which are preferably each identically formed, one after the other. As a result, advantageously several sample carriers can be equipped independently for measuring with sample sections, whereby a time saving can be achieved.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Wirbelstrommesskopf ein zweidimensionales Wirbelstromsondenarray bzw. Wirbelstromsondenmatrixarray auf, das eine Mehrzahl von Zeilen und Spalten aufweist, wobei in jeder der Zeilen und Spalten eine Mehrzahl von einzelnen Wirbelstromsonden, die ein geschaltetes Spulensystem bilden, angeordnet ist. Die Wirbelstromsonden umfassen vorzugsweise jeweils zumindest zwei Spulen und sind zur Induktion eines Wirbelstroms in dem Probenabschnitt sowie zum Erfassen der dadurch bewirkten magnetischen Kopplung mit dem Probenabschnitt ausgebildet. Vorzugsweise ist das Wirbelstromsondenarray in seiner Größe an die Größe eines Probenabschnitts angepasst. Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist die Wirbelstrommesseinheit zumindest zwei Wirbelstrommessköpfe zum Scannen der Probenabschnitte auf. Weiterhin ist es möglich, dass der bzw. die Wirbelstrommessköpfe eine dreidimensionale Wirbelstromsondenmatrix aufweisen.According to a further embodiment, the eddy current measuring head comprises a two-dimensional eddy current probe array having a plurality of rows and columns, wherein in each of the rows and columns a plurality of individual eddy current probes forming a switched coil system is arranged. The eddy current probes preferably each comprise at least two coils and are designed to induce an eddy current in the sample section and to detect the magnetic coupling caused thereby with the sample section. Preferably, the size of the eddy current probe array is matched to the size of a sample section. According to a further embodiment, the eddy-current measuring unit at least two eddy current measuring heads for scanning the sample sections. Furthermore, it is possible for the eddy current measuring head (s) to have a three-dimensional eddy-current probe matrix.

Vorteilhafterweise kann die hier beschriebene Messvorrichtung direkt in einen Produktionsablauf integriert werden. Mittels der Wirbelstromsondenarrays können Scans in Sekundenbruchteilen erstellt werden. Ein weiterer Vorteil gegenüber einer Messung mittels Computertomografie sind geringere Gerätekosten sowie ein geringerer Aufwand zur Schulung des Personals. Des Weiteren ist keine Strahlenschutzvorrichtung notwendig, wodurch eine leichte Integration der Messvorrichtung in ein Produktionsumfeld ermöglicht wird.Advantageously, the measuring device described here can be integrated directly into a production process. Using the eddy current probe arrays, scans can be created in fractions of a second. Another advantage compared to a computerized tomography measurement is lower equipment costs and less training for staff. Furthermore, no radiation protection device is necessary, allowing easy integration of the measuring device into a production environment.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausführungsformen des hier beschriebenen Verfahrens sowie der her beschriebenen Messvorrichtung ergeben sich aus den im Folgenden in Verbindung mit den 1 bis 4 beschriebenen Ausführungsformen. Es zeigen:Further advantages and advantageous embodiments of the method described here and of the measuring device described hereafter will become apparent from the following in connection with the 1 to 4 described embodiments. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines zu untersuchenden Probenabschnitts gemäß einem Ausführungsbeispiel, 1 a schematic representation of a sample section to be examined according to an embodiment,

2 eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung zur Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen in Probenabschnitten aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff gemäß einem Ausführungsbeispiel, und 2 a schematic representation of a measuring device for determining fiber orientations and / or roving orientations in sample sections of multilayer fiber composite material according to an embodiment, and

3 und 4 schematische Darstellungen von Messvorrichtungen gemäß weiteren Ausführungsbeispielen. 3 and 4 schematic representations of measuring devices according to further embodiments.

In den Ausführungsbeispielen und Figuren können gleiche oder gleich wirkende Bestandteile jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein. Die dargestellten Elemente und deren Größenverhältnisse untereinander sind grundsätzlich nicht als maßstabsgerecht anzusehen. Vielmehr können einzelne Elemente zur besseren Darstellbarkeit und/oder zum besseren Verständnis übertrieben dick oder groß dimensioniert dargestellt sein.In the exemplary embodiments and figures, identical or identically acting components may each be provided with the same reference numerals. The illustrated elements and their proportions with each other are basically not to be considered as true to scale. Rather, individual elements can be shown exaggeratedly thick or large in size for better representability and / or better understanding.

1 zeigt eine schematische Draufsicht auf einen aus einem Bauteil, beispielsweise einem Karosseriebauteil, entnommenen Probenabschnitt 3. Der Probenabschnitt 3 wird hierzu beispielsweise mittels Laser- oder Wasserstrahlschneiden aus dem übrigen Bauteil (nicht dargestellt) herausgetrennt. An dem Probenabschnitt 3 ist ein als am Umfangsabschnitt 31 angeordnete Nase ausgebildeter Positionierungsabschnitt 32 ausgebildet, welcher zur geeigneten Positionierung des Probenabschnitts 3 in einem zur Prüfung des Probenabschnitts 3 verwendeten Probenträger und oder zur geeigneten Ausrichtung in einer Wirbelstrommesseinheit dient. Des Weiteren sind an dem Umfangsabschnitt 31 auf einander diametral gegenüberliegenden Seiten des Probenabschnitts zwei Prüfspitzen 33, 34 angeordnet. Jede Prüfspitze 33, 34 zweist zwei Schenkel auf, zwischen denen ein Winkel α angeordnet ist. Dieser beträgt beispielsweise α = 72°. Hierdurch kann der Probenabschnitt 3 auf eine gewünschte Art und Weise, insbesondere unter einem definiteren Drehwinkel, in einer Messvorrichtung, beispielsweise unter Verwendung eines Probenträgers und/oder einer Probenwechseleinheit ausgerichtet werden. 1 shows a schematic plan view of a of a component, such as a body component, removed sample section 3 , The sample section 3 For this purpose, for example, by means of laser or water jet cutting from the remaining component (not shown) separated out. At the sample section 3 is one as at the peripheral section 31 arranged nose trained positioning section 32 formed, which for the appropriate positioning of the sample section 3 in one for testing the sample section 3 used sample carrier and or for proper alignment in an eddy current measuring unit is used. Furthermore, at the peripheral portion 31 on diametrically opposite sides of the sample section two probes 33 . 34 arranged. Every probe 33 . 34 two two legs, between which an angle α is arranged. This is, for example α = 72 °. This allows the sample section 3 in a desired manner, in particular at a definite angle of rotation, in a measuring device, for example using a sample carrier and / or a sample exchange unit.

Der Faserverbundwerkstoff des Probenabschnitts 3 weist üblicherweise mehrere aus Fasern gebildete Einzellagen auf, welche jeweils eine individuell definierte Einzellagenschichtdicke und Faserausrichtung aufweisen.The fiber composite material of the sample section 3 usually has a plurality of individual layers formed from fibers, which each have an individually defined single-layer thickness and fiber orientation.

In 2 ist eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung 1 zur Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen in Probenabschnitten 3 aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Messvorrichtung 1 umfasst einen Probenträger 2 zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten 3. Der Probenträger 2 ist als Probenmagazin ausgebildet und weist einen in Längsrichtung erstreckten Körper mit einer Vielzahl von Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Probenabschnitts auf. Vorzugsweise weist der Probenträger 2 mindestens 20, besonders bevorzugt mindestens 50 Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Probenabschnitts 3 auf. Die Aufnahmen des Probenträgers 2 können zum Beispiel parallel beabstandet zueinander angeordnet sein.In 2 is a schematic representation of a measuring device 1 for determining fiber orientations and / or roving orientations in sample sections 3 made of multilayer fiber composite material according to a first embodiment. The measuring device 1 includes a sample carrier 2 for receiving a plurality of sample sections 3 , The sample carrier 2 is formed as a sample magazine and has a longitudinally extending body with a plurality of receptacles for receiving a respective sample section. Preferably, the sample carrier 2 at least 20, more preferably at least 50 receptacles for receiving a respective sample section 3 on. The recordings of the sample carrier 2 For example, they may be parallel spaced apart from each other.

Die Messvorrichtung 1 umfasst weiterhin eine Wirbelstrommesseinheit 4 mit einem Wirbelstrommesskopf 41 zum Scannen der Probenabschnitte 3. Der Wirbelstrommesskopf 41 weist ein zweidimensionales Wirbelstromsondenarray auf, welches eine Mehrzahl von Zeilen und Spalten aufweist, wobei in jeder der Zeilen und Spalten eine Vielzahl von einzelnen Wirbelstromsonden angeordnet ist. Vorzugsweise ist das Wirbelstromsondenarray in seiner Größe an die Größe eines Probenabschnitts 3 angepasst. An die Wirbelstrommesseinheit 4 ist eine Steuer und Auswerteeinheit zum Ermitteln der Faserorientierungen und/oder Rovingorientierungen der Probenabschnitte 3 angeschlossen. Da der Wirbelstrommesskopf 4 auf einer Seite des Probenabschnitts 3 angeordnet ist, erfolgt bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Messung in Reflexion.The measuring device 1 further comprises an eddy current measuring unit 4 with an eddy current measuring head 41 for scanning the sample sections 3 , The eddy current measuring head 41 comprises a two-dimensional eddy current probe array having a plurality of rows and columns, wherein a plurality of individual eddy current probes are arranged in each of the rows and columns. Preferably, the size of the eddy current probe array is the size of a sample section 3 customized. To the eddy current measuring unit 4 is a control and evaluation unit for determining the fiber orientations and / or roving orientations of the sample sections 3 connected. Because the eddy current measuring head 4 on one side of the sample section 3 is arranged takes place at the in 2 illustrated embodiment, a measurement in reflection.

Des Weiteren weist die Messvorrichtung 1 eine Probenwechseleinheit 6 auf, die dazu eingerichtet ist, die Probenabschnitte 3 aus dem Probenträger 2 zu entnehmen und die Probenabschnitte 3 der Wirbelstrommesseinheit 4 zuzuführen. Die Probenwechseleinheit 6 weist einen Probenwechselschieber 61 auf, mittels dessen ein Probenabschnitt 3 aus dem Probenträger 2 entfernt und in die Wirbelstrommesseinheit 4 bewegt werden kann. Der Probenträger 2 umfasst eine Vorschubeinheit 21 die derart ausgebildet ist, dass sie einen als Nächstes zu untersuchenden Probenabschnitt 3 derart positioniert, dass dieser Probenabschnitt 3 von der Probenwechseleinheit 6 erreicht werden kann.Furthermore, the measuring device 1 a sample exchange unit 6 which is adapted to the sample sections 3 from the sample carrier 2 and the sample sections 3 the eddy current measuring unit 4 supply. The Sample change unit 6 has a sample change slide 61 on, by means of which a sample section 3 from the sample carrier 2 away and into the eddy current measuring unit 4 can be moved. The sample carrier 2 includes a feed unit 21 configured to receive a sample section to be next examined 3 positioned so that this sample section 3 from the sample change unit 6 can be achieved.

Zusätzlich zu dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist es auch möglich, dass der Probenabschnitt 3 oder der Wirbelstrommesskopf 41 nach einem ersten Scanvorgang gedreht wird, wobei nach dem Drehvorgang eine zweite Oberfläche des Probenabschnitts 3 derart dem Wirbelstrommesskopf 41 gegenüberliegend angeordnet ist, dass der Probenabschnitt 3 von der anderen Seite her mit dem Wirbelstrommesskopf 41 gescannt werden kann.In addition to the in 2 illustrated embodiment, it is also possible that the sample section 3 or the eddy current measuring head 41 is rotated after a first scan, wherein after the turning operation, a second surface of the sample section 3 such as the eddy current measuring head 41 is arranged opposite, that the sample section 3 from the other side with the eddy current measuring head 41 can be scanned.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung 1 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel weist die Wirbelstrommesseinheit 42 Wirbelstrommessköpfe 41, 42 auf. Die einzelnen Probenabschnitte 3 werden von der Probenwechseleinheit 6 nacheinander aus dem Probenträger 2 entnommen und derart in die Wirbelstrommesseinheit eingeführt, dass die Probenabschnitte 3 zwischen den Wirbelstrommessköpfen 41, 42 angeordnet sind. Dadurch können vorteilhafterweise 2 Oberflächen des Probenabschnitts 3 gleichzeitig von den zwei Wirbelstrommessköpfen 41, 42 gescannt werden. Dadurch kann eine Messung in Transmission und in Reflexion erfolgen. 3 shows a schematic representation of a measuring device 1 according to a further embodiment. Unlike the in 2 shown embodiment, the eddy current measuring unit 42 Eddy current probes 41 . 42 on. The individual sample sections 3 be from the sample change unit 6 one after the other out of the sample carrier 2 taken and inserted into the eddy current measuring unit such that the sample sections 3 between the eddy current measuring heads 41 . 42 are arranged. This can advantageously 2 surfaces of the sample section 3 at the same time from the two eddy current measuring heads 41 . 42 be scanned. This allows a measurement in transmission and in reflection.

In der 4 ist eine schematische Darstellung einer Messvorrichtung 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Gegensatz zu dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst die Wirbelstrommesseinheit 4 der Messvorrichtung 1 zwei Wirbelstrommessköpfe 41, 42, die derart angeordnet sind, dass 2 Probenabschnitte 3 gleichzeitig in der Wirbelstrommesseinheit 4 gescannt werden können. Nach einem Scanvorgang können die zwei in der Wirbelstrommesseinheit 4 angeordneten Probenabschnitte 3 getauscht werden, sodass die jeweils anderen Oberflächen der Probenabschnitte 3 gescannt werden können. Bei der in 4 gezeigten Messanordnung erfolgt die Messung in Reflexion.In the 4 is a schematic representation of a measuring device 1 illustrated according to a third embodiment. Unlike the in 2 embodiment shown includes the eddy current measuring unit 4 the measuring device 1 two eddy current measuring heads 41 . 42 , which are arranged such that 2 sample sections 3 simultaneously in the eddy current measuring unit 4 can be scanned. After a scan, the two in the eddy current measuring unit 4 arranged sample sections 3 be exchanged so that the respective other surfaces of the sample sections 3 can be scanned. At the in 4 shown measuring arrangement, the measurement is carried out in reflection.

Die in den gezeigten Ausführungsbeispielen beschriebenen Merkmale können gemäß weiteren Ausführungsbeispielen auch miteinander kombiniert sein. Alternativ oder zusätzlich können die in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele weitere Merkmale gemäß den Ausführungsformen der allgemeinen Beschreibung aufweisen.The features described in the embodiments shown may also be combined with each other according to further embodiments. Alternatively or additionally, the embodiments shown in the figures may have further features according to the embodiments of the general description.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Messvorrichtungmeasuring device
22
Probenträgersample carrier
2121
Vorschubeinheitfeed unit
33
Probenabschnittsample section
3131
Umfangsabschnittperipheral portion
3232
Positionierungsabschnittpositioning section
33, 3433, 34
Prüfspitzeprobe
44
WirbelstrommesseinheitEddy current measurement unit
41, 4241, 42
WirbelstrommesskopfEddy current probe
55
Steuer- und AuswerteeinheitControl and evaluation unit
66
ProbenwechseleinheitSample change unit
6161
ProbenwechselschieberChanging the specimen slide

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011086688 A1 [0007] DE 102011086688 A1 [0007]
  • DE 3827229 A1 [0008] DE 3827229 A1 [0008]

Claims (15)

Verfahren zum zerstörungsfreien Bestimmen von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen an einer Vielzahl von Probenabschnitten aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff, aufweisend die folgenden Schritte: A) Bereitstellen einer Messvorrichtung (1), die einen Probenträger (2) zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten (3), eine Wirbelstrommesseinheit (4) mit zumindest einem Wirbelstrommesskopf (41), eine Steuer- und Auswerteeinheit (5) sowie eine Probenwechseleinheit (6) aufweist, B) Entnehmen eines Probenabschnitts (3) aus dem Probenträger (2) mittels der Probenwechseleinheit (6), C) Einführen des Probenabschnittes (3) in die Wirbelstrommesseinheit (4) mittels der Probenwechseleinheit (6), D) Scannen des Probenabschnittes (3) mittels des Wirbelstromsensorkopfs (41), und E) Ermitteln der Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen des Probenabschnittes (3) mittels der Steuer- und Auswerteeinheit (5).A method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations on a plurality of multilayer fiber composite sample sections, comprising the following steps: A) providing a measuring device ( 1 ), a sample carrier ( 2 ) for receiving a plurality of sample sections ( 3 ), an eddy current measuring unit ( 4 ) with at least one eddy current measuring head ( 41 ), a control and evaluation unit ( 5 ) as well as a sample exchange unit ( 6 ), B) taking a sample section ( 3 ) from the sample carrier ( 2 ) by means of the sample exchange unit ( 6 ), C) introducing the sample section ( 3 ) into the eddy current measuring unit ( 4 ) by means of the sample exchange unit ( 6 ), D) scanning the sample section ( 3 ) by means of the eddy current sensor head ( 41 ), and E) determining the fiber orientations and / or fiber bundle orientations of the sample section ( 3 ) by means of the control and evaluation unit ( 5 ). Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte B) bis E) vollautomatisiert durchgeführt werden.Method according to claim 1, wherein steps B) to E) are carried out fully automatically. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der dem Probenträger (2) entnommene Probenabschnitt (3) in einem Schritt F) mittels der Probenwechseleinheit (6) in den Probenträger (2) rücksortiert wird.Method according to one of claims 1 or 2, wherein the the sample carrier ( 2 ) taken sample section ( 3 ) in a step F) by means of the sample change unit ( 6 ) in the sample carrier ( 2 ) is sorted. Verfahren nach Anspruch 3, wobei nachfolgend die Schritte B) bis F) für alle weiteren im Probenträger (2) angeordneten Probenabschnitte (3) vollautomatisiert durchgeführt werden.The method of claim 3, wherein subsequently the steps B) to F) for all others in the sample carrier ( 2 ) arranged sample sections ( 3 ) be carried out fully automated. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder der Probenabschnitte (3) einen mehrlagigen Aufbau mit mindestens drei Materiallagen umfasst, insbesondere einen mehrlagigen Aufbau mit unterschiedlichen Faserwinkeln der einzelnen Faserlagen.Method according to one of the preceding claims, wherein each of the sample sections ( 3 ) comprises a multilayer structure with at least three layers of material, in particular a multilayer structure with different fiber angles of the individual fiber layers. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Probenwechseleinheit (6) den Probenabschnitt (3) derart bezüglich des Wirbelstrommesskopfes (41) ausrichtet und fixiert, dass der Probenabschnitt (3) beim Scannen vollständig vom Wirbelstromsensorkopf (41) erfasst wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the sample exchange unit ( 6 ) the sample section ( 3 ) with respect to the eddy current measuring head ( 41 ) and fixes that the sample section ( 3 ) when scanning completely from the eddy current sensor head ( 41 ) is detected. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Probenabschnitt (3) eine erste Oberfläche und eine der ersten Oberfläche gegenüberliegende zweite Oberfläche aufweist, und wobei in einem ersten Scannabschnitt die erste Oberfläche des Probenabschnitts (3) dem Wirbelstrommesskopf (41) zugewandt angeordnet ist, und nach einem Drehen des Probenabschnitts (3) oder des Wirbelstrommesskopfs (41) in einem zweiten Scannabschnitt die zweite Oberfläche des Probenabschnitts (3) dem Wirbelstrommesskopf (41) zugewandt angeordnet ist.Method according to one of the preceding claims, wherein the sample section ( 3 ) has a first surface and a second surface opposite the first surface, and wherein in a first scan section the first surface of the sample section (16) 3 ) the eddy current measuring head ( 41 ) is arranged facing, and after rotating the sample section ( 3 ) or the eddy current measuring head ( 41 ) in a second scanning section the second surface of the sample section ( 3 ) the eddy current measuring head ( 41 ) is arranged facing. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wirbelstrommesseinheit (4) zumindest zwei Wirbelstrommessköpfe (41, 42) aufweist, wobei der Probenabschnitt (3) von der Probenwechseleinheit (6) zwischen den zwei Wirbelstrommessköpfen (41, 42) positioniert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the eddy-current measuring unit ( 4 ) at least two eddy current measuring heads ( 41 . 42 ), the sample section ( 3 ) from the sample change unit ( 6 ) between the two eddy current measuring heads ( 41 . 42 ) is positioned. Messvorrichtung (1) zur Bestimmung von Faserorientierungen und/oder Faserbündelorientierungen in Probenabschnitten (3) aus mehrlagigem Faserverbundwerkstoff, aufweisend – einen Probenträger (2) zur Aufnahme einer Vielzahl von Probenabschnitten (3), – eine Wirbelstrommesseinheit (4), die zumindest einen Wirbelstrommesskopf (41) zum Scannen eines Probenabschnitts (3) aufweist, – eine Probenwechseleinheit (6), die dazu eingerichtet ist, die Probenabschnitte (3) aus dem Probenträger (2) zu entnehmen und der Wirbelstrommesseinheit (4) zuzuführen.Measuring device ( 1 ) for determining fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections ( 3 ) made of multilayer fiber composite material, comprising - a sample carrier ( 2 ) for receiving a plurality of sample sections ( 3 ), - an eddy-current measuring unit ( 4 ), the at least one eddy current measuring head ( 41 ) for scanning a sample section ( 3 ), - a sample exchange unit ( 6 ), which is adapted to 3 ) from the sample carrier ( 2 ) and the eddy current measuring unit ( 4 ). Messvorrichtung gemäß Anspruch 9, wobei der Probenträger (2) einen in einer Längsrichtung erstreckten Körper mit einer Anzahl von Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines Probenabschnitts (3) umfasst.Measuring device according to claim 9, wherein the sample carrier ( 2 ) comprises a longitudinally extending body with a number of receptacles for receiving a respective sample section ( 3 ). Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, wobei der Probenträger (2) zur Aufnahme von mindestens 20, vorzugsweise mindestens 40, besonders bevorzugt mindestens 80 Probeabschnitten (3) ausgebildet ist.Measuring device according to one of claims 9 or 10, wherein the sample carrier ( 2 ) for receiving at least 20, preferably at least 40, particularly preferably at least 80 test sections ( 3 ) is trained. Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei der Probenträger (2) eine Vorschubeinheit (21) aufweist, die dazu eingerichtet ist, die Probenabschnitte (3) in Längsrichtung des Probenträgers (2) zu bewegen.Measuring device according to one of claims 9 to 11, wherein the sample carrier ( 2 ) a feed unit ( 21 ), which is adapted to the sample sections ( 3 ) in the longitudinal direction of the sample carrier ( 2 ) to move. Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der Wirbelstrommesskopf (41) ein zweidimensionales Wirbelstromsondenarray aufweist, das eine Mehrzahl von Zeilen und Spalten aufweist, und in jeder der Zeilen und Spalten eine Mehrzahl von einzelnen Wirbelstromsonden aufweist.Measuring device according to one of claims 9 to 12, wherein the eddy current measuring head ( 41 ) comprises a two-dimensional eddy current probe array having a plurality of rows and columns, and having in each of the rows and columns a plurality of individual eddy current probes. Messvorrichtung gemäß Anspruch 13, wobei das Wirbelstromsondenarray in seiner Größe an die Größe der Probenabschnitte (3) angepasst ist.Measuring device according to claim 13, wherein the size of the eddy current probe array is equal to the size of the sample sections ( 3 ) is adjusted. Messvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 9 bis 14, wobei die Wirbelstrommesseinheit (4) zumindest zwei Wirbelstrommessköpfe (41, 42) zum Scannen der Probenabschnitte (3) aufweist.Measuring device according to one of claims 9 to 14, wherein the eddy current measuring unit ( 4 ) at least two eddy current measuring heads ( 41 . 42 ) for scanning the sample sections ( 3 ) having.
DE102015203560.3A 2015-02-27 2015-02-27 Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method Pending DE102015203560A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015203560.3A DE102015203560A1 (en) 2015-02-27 2015-02-27 Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015203560.3A DE102015203560A1 (en) 2015-02-27 2015-02-27 Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102015203560A1 true DE102015203560A1 (en) 2016-09-01

Family

ID=56682649

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102015203560.3A Pending DE102015203560A1 (en) 2015-02-27 2015-02-27 Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102015203560A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020032040A1 (en) * 2018-08-06 2020-02-13 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Eddy current flaw detection device and eddy current flaw detection method
DE102021200690A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method, computer program product and device for determining a fiber content, a fiber distribution and/or a fiber orientation in a fiber-reinforced component
RU2781536C2 (en) * 2018-08-06 2022-10-13 Тосиба Энерджи Системс Энд Солюшнс Корпорейшн Eddy current flaw detection device and eddy current flaw detection method

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3827229A1 (en) 1988-08-11 1990-02-15 Industrieanlagen Betriebsges METHOD AND DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF FIBER REINFORCED PLASTICS BY MEANS OF FLUID CURRENT PROBE
DE10143991A1 (en) * 2001-09-07 2003-04-10 Bruker Axs Gmbh X-ray analyzer
US20120126803A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 Jentek Sensors, Inc. Method and apparatus for non-destructive evaluation of materials
DE102011086688A1 (en) 2011-11-21 2013-06-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fiber semi-finished product useful for producing fiber composite component, comprises fiber layer, and additional radiographic contrast element for displaying fiber orientation of fiber layer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3827229A1 (en) 1988-08-11 1990-02-15 Industrieanlagen Betriebsges METHOD AND DEVICE FOR NON-DESTRUCTIVE TESTING OF FIBER REINFORCED PLASTICS BY MEANS OF FLUID CURRENT PROBE
DE10143991A1 (en) * 2001-09-07 2003-04-10 Bruker Axs Gmbh X-ray analyzer
US20120126803A1 (en) * 2010-11-16 2012-05-24 Jentek Sensors, Inc. Method and apparatus for non-destructive evaluation of materials
DE102011086688A1 (en) 2011-11-21 2013-06-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fiber semi-finished product useful for producing fiber composite component, comprises fiber layer, and additional radiographic contrast element for displaying fiber orientation of fiber layer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
MOOK, Gerhard; LANGE Rolf; KOESER, Ole: Non-destructive characterisation of carbon-fibre-reinforced plastics by means of eddy-currents. In: Composites Science and Technology, Vol. 61, 2001, S. 865-873. *

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020032040A1 (en) * 2018-08-06 2020-02-13 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Eddy current flaw detection device and eddy current flaw detection method
JP2020024097A (en) * 2018-08-06 2020-02-13 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Eddy current flaw detector and eddy current flaw detection method
RU2781536C2 (en) * 2018-08-06 2022-10-13 Тосиба Энерджи Системс Энд Солюшнс Корпорейшн Eddy current flaw detection device and eddy current flaw detection method
US11598750B2 (en) 2018-08-06 2023-03-07 Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation Eddy current flaw detection device and eddy current flaw detection method
JP7301506B2 (en) 2018-08-06 2023-07-03 東芝エネルギーシステムズ株式会社 Eddy current flaw detector and eddy current flaw detection method
DE102021200690A1 (en) 2021-01-27 2022-07-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Method, computer program product and device for determining a fiber content, a fiber distribution and/or a fiber orientation in a fiber-reinforced component

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2526411B1 (en) Test device for determining the quality of leather
DE202014010793U1 (en) Tester
DE102008002832A1 (en) Method and device for nondestructive detection of defects in the interior of semiconductor material
WO2012048982A1 (en) Method for producing a test piece by means of an additive production method, test method for such an additive production method, and cad dataset for such a test piece
DE102011113540A1 (en) Device for determining the biaxial strain characteristics of a sample
DE102007011603B4 (en) Method and device for determining the geometry data of a conical measurement object
DE102009038746B3 (en) Method and apparatus for quality testing a reshaped thermoplastic fiber reinforced plastic component
DE102015203560A1 (en) Method for non-destructive determination of fiber orientations and / or fiber bundle orientations in sample sections made of fiber composite material and measuring device for carrying out the method
EP2485008A1 (en) Device for measuring a workpiece and method for measuring
DE2333507A1 (en) DEVICE FOR SENSING THE POSITION OF A WORKPIECE FOR THE GENERATION OF POSITION SIGNALS
EP2572871A2 (en) Textile-reinforced fibre compound and method for the non-destructive testing of fibre orientation and layer structure in components made of textile-reinforced compound materials
DE102020201911A1 (en) System for checking the presence of thickness reductions on at least one mechanical component and corresponding control method
EP2335058B1 (en) Method and x-ray computer tomograph for the non-destructive testing of objects constructed from material layers by means of x-ray computer tomography
DE102006025506B4 (en) Measuring device for several pipe sections
WO2012059445A1 (en) Method and evaluation device for determining the position of a structure located in an object to be examined by means of x-ray computer tomography
DE102016107272A1 (en) Concept for checking an object
DE102020106482B3 (en) Inductor device for the thermal detection of cracks in the area of the surface of metallic components
DE102014219370A1 (en) Method for the non-destructive determination of fiber angles in sample sections made of fiber composite material
DE102016208597B4 (en) Non-destructive method for determining the fiber orientation of electrically conductive random fiber materials
DE102008013839A1 (en) Component's i.e. motor vehicle pedal, hollow space inspecting method, involves photo-optically documenting hollow spaces, and comparing reference component photo and to-be-inspected component photo with each other
EP0442267A2 (en) Method and apparatus for testing with magnetic powder
DE102015220002B4 (en) Method for continuous measurement of outer contours and measuring device for carrying out the method
DE102016200690A1 (en) Method for non-destructive surface testing of a component with an eddy current probe
EP0326071A2 (en) Method and apparatus for testing with magnetic powder
DE102012216003A1 (en) Flexible inspection of components using X-rays

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified
R012 Request for examination validly filed