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Zerstörungsfreie Prüfung und Bauteiloptimierung
3D Computertomographie eines keramischen Niet aus C/C-SiC
Ein wesentliches Merkmal der Faserverbundwerkstoffe ist ihre ausgeprägte Anisotropie, die auf die Orientierung und Eigenschaften der Fasern zurückzuführen ist. Bei Auslegung und Konstruktion wie auch bei Fertigung und Bearbeitung solcher Bauteile ist auf die Faserorientierung und -verteilung in besonderem Maße zu achten, da mechanische wie thermische Eigenschaften davon nachhaltig beeinflusst werden. Die zerstörungsfreie Analyse von Bauteilen aus Faserverbundwerkstoffen vor und auch zwischen einzelnen Testzyklen erlaubt einen genauen Einblick in das Werkstoffgefüge und den dreidimensionalen Aufbau der Struktur. Das Auftreten und Fortschreiten von Fehlstellen kann dabei vor allem mittels der dreidimensionalen Computertomographie (3D-CT) systematisch untersucht und beschrieben werden. Anhand dieser Daten ist es möglich, die neuralgischen Bereiche für Fehlstellenbildung genauer zu identifizieren und den Einfluss von Gefügeeigenschaften, wie z.B. ungünstige Wandstärken oder Krümmungsradien sowie unsaubere Wicklungen oder Klebeflächen, näher zu beschreiben. Zusammen mit den Daten aus thermischen und mechanischen Tests lassen sich wertvolle Informationen für ein besseres, werkstoffgerechtes Design gewinnen, das die besonderen anisotropen Eigenschaften des Materials berücksichtigt und schon bei der Konstruktion entsprechend versagenskritische Geometrien vermeiden hilft. Damit trägt die zerstörungsfreie dreidimensionale CT-Analyse wesentlich zur konstruktiven Optimierung eines einzelnen Bauteils oder sogar einer ganzen Bauteilgruppe bei.
Kontakt
Thomas Ullmann
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie
Stuttgart
Tel.: +49 711 6862-8497
Fax: +49 711 6862-227
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