Das neueste und innovativste Merkmal der Carbonfaser-Inlinemessung ist die Erfassung des Isotropiegrades, also der Faserausrichtung. Nun können Prozessingenieure beide Parameter, das Flächengewicht und die Isotropie während der Produktion von recyceltem Carbonfasermaterial, UD-Bändern oder ähnlichen Konfigurationen kontrollieren. Für das Aussortieren bestimmter Materialabschnitte sind sowohl Mengenorientierungen, als auch das Gewicht von „Nester“ von besonderem Interesse.

Das EddyCus® CF inline ISO ist eine Inline-Lösung zur Erfassung der Orientierung und des Faserflächengewichts jeder Faserlage eines gesamten Stapels. Dadurch können Sie sofort reagieren und die Lagen neu Ausrichten, sobald Abweichungen vom Soll festgestellt werden. Das Überwachungssystem kann die Faserlage für unterschiedlichste Winkel z. B. 0°, 90°, -45° oder 45° an einer oder mehreren Spuren überwachen. Die Software vergleicht das Polardiagramm einer Referenz mit dem Polardiagramm eines aktuell produzierten Gelages und prüft dabei die Differenz der Winkel der Wendepunkte und auch die Länge der Plots. Dadurch erhalten Sie die Informationen, die Sie benötigen, um die Qualität des Produktes zu bestimmen und des Produktionsprozesses zu überwachen – die Faserorientierung und das Faserflächengewicht der jeweiligen Schichten. Das Bild auf der rechten Seite zeigt ein Beispiel für eine mögliche Visualisierung eines zweilagigen Stapels mit um 90° versetzten Lagen. Die schwarze Linie zeigt die zu erwarteten Werte bestimmt durch eine Referenz und die rote Linie entspricht den Werten eines gemessenen Punktes .

Wie lässt sich das dargestellte Polardiagramm interpretieren?

  • Die Ausrichtung der Fasern entspricht ziemlich genau dem erwarteten Wert. Das lässt sich daran erkennen, dass die Wendepunkte der Referenz und des untersuchten Materials den gleichen Winkel aufweisen.
  • Das Flächengewicht weicht deutlich vom gewünschten Resultat ab. Erkennbar ist das an den Abstanden der Wendepunkte voneinander.

Das Beispiel ist konstruiert, zeigt aber wie leicht die Interpretation der Daten durch die SURAGUS Lösung fällt.


 

Benefits

full coverage of web width.jpg
non-contact measurement of immediate process feedback.jpg
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Calibration and adjustment can be performed by user.jpg

 


 

Kohlenstofffaser-Orientierung Überwachung

Die Faserorientierung ist eine der wichtigsten Eigenschaften eines auf Zug belasteten Kohlenstofffaser-Bauteils. Die Faserorientierung bestimmt direkt die Belastungsgrenze. Aus diesem Grund ist der richtige Winkel der verklebten Lagen so wichtig.

SURAGUS-Sensoren werden auf den zu detektierenden Winkel eingestellt und optimiert. Jeder zu untersuchende Winkel erhält einen eigenen Sensor. Die Abstände zwischen den einzelnen Sensoren werden herausgerechnet, um ein punktgenaues Ergebnis zu erhalten.

Durch die Verwendung von SURAGUS-Sensoren können die einzelnen, real verklebten Lagen virtuell voneinander separiert und analysiert werden. Das Sensoren-Signal dringt tief in das Kohlenfasergelage ein und kann bis zu 10 Lagen unterscheiden. Die Separation funktioniert in erster Linie über die Faserorientierung. Bei mehreren Lagen mit der selben Faserorientierung ist die Separation einer einzelnen Lage nicht mehr möglich. Stattdessen werden die Lagen mit der gleichen Faserorientierung zusammengelegt. Dieses Vorgehen kommt der realen Anforderungen an das Material am nächsten.

SURAGUS-Sensoren berücksichtigen ausschließlich die Kohlenstofffasern. Das Harz oder ein anderes Klebemittel wird von unseren Sensoren nicht erfasst.

Fiber Orientation.jpg

 


 

Fiber areal weight.jpg

Flächengewicht-Überwachung

Die SURAGUS-Sensoren detektieren im Wesentlichen zwei Messgrößen. Den Winkel und die Stärke des Signals. Die Stärke des Signals erlaubt Rückschlüsse auf die Menge des Materials in der betrachteten Richtung. Wie im Bild zu sehen bedeutet eine größere Amplitude ein höheres Flachengewicht und eine geringere Amplitude weniger Flächengewicht. Durch unsere Sensoren werden sie nicht in der Lage sein, das exakte Flächengewicht zu bestimmen. Unsere Sensoren werden auf einen Soll-Wert kalibriert und setzen das gemessene Material in Relation zum Soll-Wert.

Wie gut das funktioniert hängt sehr stark von der Zusammensetzung ab. Zeigen mehrere Lagen die in die selbe Richtung ist dies für die Analyse herausfordernd. Das Konzept funktioniert auch in diesem Fall sehr gut, durch die fehlende Möglichkeit der Seperation der Lagen kann allerdings lediglich das Gesamtflächengewicht angezeigt werden. Das führt dazu, dass keine Handlungsempfehlungen abzuleiten sind, um den Prozess auf die Soll-Werte zu bringen. Kontaktieren Sie uns, um die Anwendbarkeit in ihrem Anwendungsfall zu evaluieren.

 


 

Nutzerfreundliche Software

Die Software ist einfach zu bedienen und stellt die aufgezeichneten Werte übersichtlich dar. Für jede Rolle kann ein Report erstellt werden und kann dem Kunden als Qualitätsnachweis übergeben werden.

 


 

Typische Anwendungsfälle des EddyCus® CF inline ISO-Systems

  • Online-Messung der Faserverteilung und des Faserflächengewichts (FAW) von Vliesstoffmatten
  • Materialflussanalyse von Kohlenstofffaser-SMC (Vektor - Faserorientierung, Ausrichtungsgrad, Isotropie)
  • Online- und Offline-Prozesskontrolle der Faserorientierung in Vliesstoffen und diskontinuierlichen Kohlenstofffasern
  • GDL (Gasdiffusionsschichten) sind kontinuierliche Vliese mit hohen Qualitätsanforderungen an die gleichmäßige Faserverteilung (FAW)
  • Charakterisierung von recycelten Carbonfasern aus Produktionsabfällen
  • Entwicklungsingenieure für den Materialfluss von diskontinuierlichen Kohlenstofffasern (z.B. geschnittene oder gehäckselte CF und Pressverfahren)

 


 

Für mehr Informationen laden Sie sich bitte das Datenblatt herunter oder schreiben Sie uns eine E-Mail.

Datenblatt des EddyCus® CF inline ISO

Measurement technology Non-contact high frequency eddy current sensor
Measurement area 20 mm in diameter
Required space Small - approx. 300 mm in production line
Sample rate

1–50 measurements per second

1 measurement/mm @ 5 m/min production speed

Interface Process control with uplink to PLC or production control system via UDP or TCP/IP and API integration
Value propositon

Degree of Isotropy (maximum orientation / min orientation

Ratio MD/CD - machine direction to cross direction

Fiber weight distribution [g/m²]

Fiber orientation in degree [°]

Carbon fiber materials CF non-woven, CF chopped, recyled CF, CF mats airlayed; sprayed discontinous CF with theromplastic or thermoset matrix
Max. sample thickness 15 mm (larger on request)
Web fluttering tolerance 1 mm

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