Qualitätssicherung von textilen Kohlenstofffaser-Preforms mittels prozessintegrierter Wirbelstromsensor-Arrays

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Die vorliegende Arbeit untersucht ein Messsystem zur Sicherstellung der Qualität von textilen Halbzeugen in der Fertigung von kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen. Das Verfahren nutzt das Prinzip der Wirbelstromprüfung, um die elektrische Leitfähigkeit der Kohlenstofffasern zu erfassen. Hierbei werden mehrere elektrische Spulen so angeordnet, dass sie in die Formwerkzeuge der Herstellungsprozesse integriert werden können. Durch die elektrische Verschaltung der Spulen kann das Spulenarray während der Umformung eines textilen Halbzeugs Informationen über dessen Aufbau liefern, was diesen Ansatz von bestehenden Systemen abhebt und eine hohe Prozessnähe gewährleistet. Die Gestaltung der Spulenarrays bietet viele Möglichkeiten, die jedoch das Signalübertragungsverhalten des Sensors beeinträchtigen können. Daher wurde eine experimentelle Methode entwickelt, um die Auswirkungen verschiedener Sensorbauformen und -anordnungen auf das Übertragungsverhalten zu bewerten. Auf Basis der Ergebnisse werden prototypische Sensorarrays entwickelt und getestet. Zudem werden verschiedene Signalauswertungsverfahren identifiziert und bewertet, während die Messunsicherheit gemäß VDA Band 5.1 ermittelt wird. Die gewonnenen Erkenntnisse verdeutlichen die Notwendigkeit zusätzlicher Auswertemethoden zur Erkennung lokaler Defekte in der Fertigung. Zu diesem Zweck wird eine Support Vector Machine implementiert, die eine Klassifizierung von Defekten n