Die strengen Anforderungen in der Luft- und Raumfahrtindustrie an die Fertigung von Faserverbundstrukturen stellen eine der Herausforderungen an die produktionsintegrierte Qualitätssicherung dar. In weiten Bereichen werden bisher Methoden der zerstörungsfreien Prüfung (ZfP) als Mittel zur Endkontrolle eingesetzt. Ziel ist es mit modernen Verfahren der ZfP bereits frühzeitig in der Wertschöpfungskette anzusetzen, Anomalien zu identifizieren und gegebenenfalls Abstellmaßnahmen einzuleiten.
Die Untersuchungen zur produktionsintegrierten Qualitätssicherung basieren auf einer repräsentativen Prozesskette für die Fertigung von Faserverbundstrukturen für die Luft- und Raumfahrt. Die Prozesskette für das Fertigungsverfahren der Trockenfaserablage mit Infiltration besteht beispielsweise aus der Ablage von trockenen Kohlenstofffaser-Halbzeugen gekoppelt mit der Preformtechnologie und anschließender Infiltration. Damit sind andere Fertigungsprozesse und Materialien wie Thermoplastverarbeitung oder die Prepregtechnologie nicht ausgeklammert. Es soll vielmehr verdeutlicht werden, dass sich die Prozesskette modular aus Einzelschritten zusammensetzt denen prüfrelevante Parameter zugeordnet werden. Dem gegenüber steht eine Vielzahl an zerstörungsfreien Prüfverfahren (ZfP), die für bestimmte Prüfaufgaben in Frage kommen. Dazu zählen optische Methoden in Verbindung mit Verfahren der digitalen Bildverarbeitung sowie innovative ZfP Verfahren.
Die auszuwählenden Prüfmethoden erfordern jeweils entsprechendes Automatisierungspotential und eine entsprechende Defektselektivität. Darüber hinaus ist die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens von großer Bedeutung, denn die produktionsintegrierte Qualitätssicherung soll schließlich dazu dienen die Fertigung nicht nur zuverlässiger zu machen sondern auch die Kosten zu reduzieren.
Deutlich herauszustellen gilt dabei, dass am Standort Augsburg keine Grundlagenforschung im Bereich der ZfP-Verfahren durchgeführt wird. Vielmehr stehen Arbeiten im Vordergrund zur Entwicklung von ZfP-Endeffektoren mit entsprechender Schnittstellendefinition und Anlagenintegration. Unter Anlagenintegration versteht man die Einbeziehung der vorhandenen Robotikzellen, um eine direkte Prüfung in den Produktionsprozess zu gewährleisten. Abgerundet wird das Aufgabengebiet mit der automatisierten Auswertung der Qualitätsdaten. Dieser beigestellt ist sicherlich ein geeignetes Datenmanagement, welches die Infrastruktur der Robotikanlage nutzt. Nur so kann sichergestellt werden, dass Prüfdaten den Bauteilen und Prüfschritten ordnungsgemäß zugeordnet werden können. Alle Dokumentationsprozesse müssen letztlich den Anforderungen an die Qualitätssicherung innerhalb der Luft- und Raumfahrt Sorge tragen.