Fortschrittliches Kalibriersystem erhöht Präzision bei automatisierter Faserablage

Innovatoren am NASA Langley entwickelten ein Kalibriersystem für Automated Fiber Placement (AFP)-Maschinen. AFP ist ein Verbundwerkstoff-Fertigungsverfahren, das Geschwindigkeits-, Wiederholbarkeits- und Abfallminimierungsvorteile gegenüber traditionellen Laminiertechniken bietet. Es wird zur Herstellung von Luft- und Raumfahrteilen und Windturbinenblättern eingesetzt. AFP verwendet einen Roboterarm, um Streifen aus Kohlefaser-Prepreg (auch Verbundband oder Tows genannt) aufzutragen, um ein Verbundteil Schicht für Schicht aufzubauen.

Obwohl vorteilhaft, erzeugen unvollkommen platzierte (oder verrutschte) Tows Lücken-und-Überlappungsfehler relativ zu benachbarten Tows, die die strukturelle Integrität um bis zu 30 Prozent verschlechtern können. Derzeit wird manuelle visuelle Inspektion verwendet, um solche Fehler vor dem Aushärten zu identifizieren und zu beheben, was sehr arbeitsintensiv ist. In-situ-Inspektionssysteme entstehen, aber es gibt keine Methode, um genaue „Fehlerstandards“ zur aktiven Systemkalibrierung zu erstellen. Das neue Kalibriersystem wird die nächste Generation von AFP-in-situ-Inspektionstechnologien ermöglichen.

Das System erzeugt Fehler im Verlauf der Ablage mit bekannten Größen, Geometrien und Positionen. Mit dieser Fehlererzeugungstechnik kann man die Fähigkeit zur Fehlerdetektion an Inspektionssystemen präzise quantifizieren, genaue Risikobewertungen durchführen und in-situ-Inspektionsgeräte auf spezifische Materialien kalibrieren. Die Ausrüstung, die die Fehler erzeugt, kann effizient und kostengünstig 3D-gedruckt werden. Diese Technik wird derzeit erfolgreich zur Kalibrierung von NASAs in-situ-Inspektionssystem für ihre AFP-Ausrüstung eingesetzt.

AFP erfährt zunehmende Akzeptanz in Luft- und Raumfahrt, Automobilindustrie und anderen Branchen, die großformatige fortschrittliche Verbundkomponenten nutzen. Das AFP-Kalibriersystem könnte für Unternehmen, die AFP-Maschinen oder AFP-Maschineninspektionsgeräte entwickeln und herstellen, sehr nützlich sein, um die Qualität ihrer Produkte nachweisbar zu verbessern. Nutzer von AFP-Maschinen könnten Wert in dem Werkzeug finden, um ihre eigenen Kalibrierstandards zu erstellen.

Die NASA sucht aktiv Lizenznehmer zur Kommerzialisierung dieser Technologie. Bitte kontaktieren Sie NASAs Licensing Concierge unter dieser E-Mail-Adresse (vor Spambots geschützt, JavaScript erforderlich) oder rufen Sie an unter 202-358-7432, um Lizenzgespräche zu initiieren. Folgen Sie diesem Link hier  für weitere Informationen.