Erste Testergebnisse
Zur Bewertung der grundsätzlichen Leistungsfähigkeit des neuen Messsystems wurden Proben mit einer typischen Fragestellung aus dem Luftfahrtbereich zunächst in der Laborumgebung gemessen und die Ergebnisse mit denen eines konventionellen LIBS-Laborgeräts verglichen. Hierzu wurden Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK) mit unterschiedlichen, der realen Fertigung nachempfundenen Mengen an Si-haltigem Trennmittel hergestellt. Anschließend wurden diese Proben mit einem LIBS-Laboraufbau, dem neuen LIBS-Messkopf sowie als Referenzmethode mittels Röntgenphotoelektronenspektroskopie (XPS) analysiert. Zunächst zeigte sich eine gute Korrelation zwischen XPS-Messwerten und den Messergebnissen des LIBS-Labormesssystems. Es konnten selbst geringste Trennmittelrückstände mit ca. 1 at% Si nachgewiesen werden. Bei der Nachweisempfindlichkeit des neuen LIBS-Messkopfs zeigte sich eine ebenfalls gute Detektion der relevanten Menge an Kontamination auf den Bauteiloberflächen, außerdem konnten sehr geringe Mengen Trennmittel deutlich von höheren Belegungen differenziert werden.
Anhand der im Projekt erzielten Ergebnisse konnte gezeigt werden, dass die Detektion von Si-haltigem Trennmittel auf CFK-Bauteilen mit dem neu konstruierten LIBS-Messkopf für die industriell relevanten Konzentrationen möglich ist. Außerdem wurde die generelle Machbarkeit der automatisierten Messung mit Hilfe eines Roboters gezeigt und somit deren Einsatz für die prozessintegrierte Qualitätssicherung geebnet. Für den finalen Einsatz sind weitere Untersuchungen und Anpassungen geplant. Diese werden durch die Firma LTB Lasertechnik Berlin in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IFAM bilateral weitergeführt. Im Fokus steht hierbei u.a. die Ausweitung des Einsatzgebietes des neuen LIBS-Messkopfs für weitere Materialien.
