Skip to main content
Erschienen in: Production Engineering 5/2019

06.07.2019 | Quality Assurance

Artificial intelligence for non-destructive testing of CFRP prepreg materials

verfasst von: Carsten Schmidt, Tristan Hocke, Berend Denkena

Erschienen in: Production Engineering | Ausgabe 5/2019

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

This paper presents a concept of the quality assurance for CFRP prepreg materials and focusses on the classification of thermographic images using convolution neural networks (CNNs). The method for non-destructive testing of CFRP prepreg materials combines a laser-triangulation sensor and an infrared camera to monitor both, the geometry and the impregnation of the prepreg material. The aim is to ensure a high material quality excluding any defective material in an early stage of the process chain of the production of CFRP components. As a result, the reliability of Automated-Fiber-Placement processes utilizing this previously tested material increases. Therefore, an artificial intelligence is set up to classify the thermal images of the CFRP material. Two different architectures of CNN are trained and validated with data sets consisting of thermal images of several prepreg materials and different material defects, such as geometric deviations and varying fiber-matrix-ratios caused by an incorrect impregnation. The CNNs are able to differentiate prepreg materials and to detect and classify certain material-independent defects for known and trained prepreg materials.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Rudberg T, Neilson J, Henschied M, Cemenska J (2014) Improving AFP cell performance. In: SAE International Journal of Aerospace Manufacturing and Automated Fastening Conference Rudberg T, Neilson J, Henschied M, Cemenska J (2014) Improving AFP cell performance. In: SAE International Journal of Aerospace Manufacturing and Automated Fastening Conference
3.
Zurück zum Zitat Lukaszewicz D (2011) Optimization of high-speed automated layup of thermoset carbon fiber preimpregnates. Dissertation, University of Bristol Lukaszewicz D (2011) Optimization of high-speed automated layup of thermoset carbon fiber preimpregnates. Dissertation, University of Bristol
4.
Zurück zum Zitat Schulz M, Goldbach S, Heuer H, Meyendorf N (2011) Ein Methodenvergleich—ZfP an Kohlefaserverbundwerkstoffen mittels wirbelstrom- und ultraschallbasierender Prüfverfahren. DGZfP—Jahrestagung Schulz M, Goldbach S, Heuer H, Meyendorf N (2011) Ein Methodenvergleich—ZfP an Kohlefaserverbundwerkstoffen mittels wirbelstrom- und ultraschallbasierender Prüfverfahren. DGZfP—Jahrestagung
8.
Zurück zum Zitat Zhang H et al (2018) A novel optical air-coupled ultrasound NDE sensing technique compared with infrared thermographic NDT on impacted composite materials. In: proc. SPIE 10661, thermosense: thermal infrared applications XL, 106610X, https://doi.org/10.1117/12.2303494 Zhang H et al (2018) A novel optical air-coupled ultrasound NDE sensing technique compared with infrared thermographic NDT on impacted composite materials. In: proc. SPIE 10661, thermosense: thermal infrared applications XL, 106610X, https://​doi.​org/​10.​1117/​12.​2303494
9.
Zurück zum Zitat Schumacher D, Meyendorf N, Hakim I, Ewert U (2018) Defect recognition in CFRP components using various NDT methods within a smart manufacturing process. In: AIP conference proceedings. 44th annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation, Vol. 37, https://doi.org/10.1063/1.5031521 Schumacher D, Meyendorf N, Hakim I, Ewert U (2018) Defect recognition in CFRP components using various NDT methods within a smart manufacturing process. In: AIP conference proceedings. 44th annual review of progress in quantitative nondestructive evaluation, Vol. 37, https://​doi.​org/​10.​1063/​1.​5031521
10.
Zurück zum Zitat Chang Y-A, Yan Z, Wang K-H, Yao Y (2016) Non-destructive testing of CFRP using pulsed thermography and multi-dimensional ensemble empirical mode decomposition. J Taiwan Inst Chem Eng 61:54–63CrossRef Chang Y-A, Yan Z, Wang K-H, Yao Y (2016) Non-destructive testing of CFRP using pulsed thermography and multi-dimensional ensemble empirical mode decomposition. J Taiwan Inst Chem Eng 61:54–63CrossRef
13.
Zurück zum Zitat Gäbler S, Heuer H, Heinrich G, Kupke R (2015) Quantitatively analyzing dielectrical properties of resins and mapping permittivity variations in CFRP with high-frequency eddy current device technology. AIP Conf Proc 1650:336–344CrossRef Gäbler S, Heuer H, Heinrich G, Kupke R (2015) Quantitatively analyzing dielectrical properties of resins and mapping permittivity variations in CFRP with high-frequency eddy current device technology. AIP Conf Proc 1650:336–344CrossRef
14.
Zurück zum Zitat Schmidt C, Denkena D, Hocke T, Völtze K (2017) Thermal imaging as a solution for reliable monitoring AFP processes. In: 3rd international symposium on automated composites manufacturing (ACM) Schmidt C, Denkena D, Hocke T, Völtze K (2017) Thermal imaging as a solution for reliable monitoring AFP processes. In: 3rd international symposium on automated composites manufacturing (ACM)
Metadaten
Titel
Artificial intelligence for non-destructive testing of CFRP prepreg materials
verfasst von
Carsten Schmidt
Tristan Hocke
Berend Denkena
Publikationsdatum
06.07.2019
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
Erschienen in
Production Engineering / Ausgabe 5/2019
Print ISSN: 0944-6524
Elektronische ISSN: 1863-7353
DOI
https://doi.org/10.1007/s11740-019-00913-3

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2019

Production Engineering 5/2019 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.