BIULETYN kompozyt-expo
®
4. Targi Kompozytów, Technologii i Maszyn do Produkcji Materiałów Kompozytowych
21-22 listopada 2013, Kraków
3/2013
Wydawca: Targi w Krakowie Sp. z o.o.
Ogromne, ultralekkie, superwytrzymałe i niezwykle pojemne. Tak można opisać kompozytowe serce, które powstanie podczas zbliżającej się edycji Targów KOMPOZYT-EXPO ®, by następnie pełnić rolę wyjątkowej skarbonki podczas finału WOŚP 2014 w Krakowie. Super ekologiczny samochód InEco ® Concept - wykonany z ultralekkich materiałów kompozytowych. Jednoosobowy mikrosamochód „Colibri” – ekonomiczne, wygodne i bezpieczne rozwiązanie dla obszarów miejskich – to kolejna niespodzianka dla miłośników motoryzacji. Szanowni Państwo, przed nami najważniejsze wydarzenie w branży kompozytów w Europie Środkowo-Wschodniej – Targi KOMPOZYT-EXPO®! Zapraszamy do Krakowa w dniach 21-22 listopada 2013 z kilku powodów… Po pierwsze: międzynarodowa ranga Targów! Wydarzenie, organizowane po raz czwarty przez Targi w Krakowie, w niezwykle szybkim tempie wypracowało własną markę, zdobywając sympatię przedstawicieli branży w Polsce, także uznanie na zagranicznych rynkach. Na tegorocznych Targach zaprezentuje się ponad 170 firm, a oprócz polskich Wystawców swój dorobek przedstawi ponad 90 firm zagranicznych m.in. z Czech, Francji, Niemiec, Szwajcarii, Wielkiej Brytanii, Włoch, a nawet z Chin czy… Brazylii! Po drugie: KOMPOZYT-EXPO® kreują trendy! Targi KOMPOZYT-EXPO® to ogromna i doskonała platforma wymiany informacji. Poza szansą na nawiązanie cennych kontaktów biznesowych każdy uczestnik Targów może wziąć udział w starannie zaplanowanej części merytorycznej programu towarzyszącego oraz przekonać się, że nie ma cienia przesady w określaniu kompozytów mianem materiałów przyszłości. Podczas Targów, po raz pierwszy w Polsce, zostanie zaprezentowany najnowszy wynalazek inżynierów Leichtbau-Zentrum Sachsen GmbH oraz ThyssenKrupp AG – super ekologiczny samochód
InEco® Concept - wykonany z ultralekkich materiałów kompozytowych m.in. z włókna węglowego, wzmocnionego tworzywa sztucznego (CFRP), by udowodnić, że to do niego należeć będzie przyszłość motoryzacji! To nie jedyny kompozytowy pojazd, który będzie można podziwiać w trakcie Targów. Podczas KOMPOZYT-EXPO® zaprezentowany zostanie jednoosobowy mikropojazd elektryczny dedykowany przestrzeni miejskiej, opracowany przez Innovative Mobility Automotive (IMA) wraz z wiodącymi dostawcami branży Automotive. Jego światowa premiera miała miejsce w marcu 2013 podczas prestiżowych Targów Motor Show w Genewie. Znakomitym uzupełnieniem tegorocznych atrakcji będzie budowa kadłuba regatowej jednostki napędzanej energią słoneczną przez firmę CREE YACHT, na mistrzostwa świata Dong Energy 2014 w Holandii. Kadłub zostanie wykonany z włókna węglowego i przekładek w technologii infuzji. Po trzecie: wiedza ekspertów! Targom towarzyszyć będzie ciekawy program seminaryjny, w trakcie którego odbędą się wykłady z udziałem ekspertów z Polski i zagranicy. Zostaną poruszone m.in. zagadnienia związane z wykorzystaniem aktywnej termografii w badaniach nieniszczących kompozytów, nowoczesnymi technologiami opartymi na zastosowaniu żywic dla form zamkniętych i ich aplikacja w procesie pultruzji, zastosowaniem technologii TPT (thin
Źródło: Targi w Krakowie
Dwumetrowe serce z kompozytów… …samochód przyszłości oraz inne atrakcje KOMPOZYT-EXPO® 2013
ply technology) w wytwarzaniu kompozytów, jak również lekkimi i ognioodpornymi kompozytami. Po czwarte: mini fabryka i dwumetrowe kompozytowe serce! Niewątpliwą atrakcją tegorocznej wystawy będzie specjalna strefa pokazowa, w której, dzięki zaangażowaniu sześciu firm: ALLCOMP Polska, C-L, MASTERMODEL, PHOENIX Equipment Polska, SAMAR i KAUPOSIL zobaczyć będzie można kompletny proces powstawania elementów kompozytowych od projektowania po gotowy produkt. Ponadto każdy Zwiedzający będzie świadkiem niezwykłej akcji tworzenia kompozytowych serc – jednego ogromnego, które będzie mierzyło prawie 2 metry (!) oraz kilkunastu mniejszych, które zostaną ozdobione oraz przekazane Fundacji Wielkiej Orkiestry Świątecznej Pomocy w trakcie zbliżającego się 22. finału WOŚP. Po piąte: kompozyt life art gallery Podczas 4. Targów KOMPOZYT-EXPO® zorganizowana zostanie niezwykła wystawa rzeczy wykonanych z kompozytów. Kompozyt Life Art Gallery będzie prezentować przedmioty użyteczności publicznej, które powstały z materiałów, których nasi Wystawcy byli producentami, dystrybutorami lub pośredniczyli w ich wytworzeniu. Do zobaczenia na KOMPOZYT-EXPO® w Krakowie! Zespół Targów KOMPOZYT-EXPO®
1
BRENNTAG POLSKA Sp. z o.o.
ACRALOCK - najnowocześniejsze kleje metakrylowe na świecie. Przeznaczone do klejenia metali, tworzyw sztucznych oraz kompozytów. Formuła oparta na naszym patencie: mniej inhibitorów i promotorów powierzchni, aby uzyskać stabilną oraz niezawodną przyczepność na powierzchniach metalowych w porównaniu do innych bez użycia podkładów i primerów. Brak styrenów. Więcej informacji na: www.ataszek.pl
Źródło: Brenntag Polska
ATASZEK F.H.
Brenntag Polska - dystrybutor surowców chemicznych, tworzyw sztucznych i środków pomocniczych do ich przetwórstwa. Nasza oferta: krzemionki, napełniacze lekkie i włókna syntetyczne, włókna celulozowe i kompozyty drzewno-tworzywowe, zmywacze acetalowe, monomery metakrylowe, komponenty katalizatorów i utwardzaczy, nanosrebro i nanorurki węglowe, surowce do kompozytów termoplastycznych, materiały do kompozytów kauczuk-termoplast, systemy epoksydowe. Więcej informacji na www.brenntag.pl
UNIMARKET KOMPOZYTY Źródło: Walter-Mäder Composites
Żródło: F.H. ATASZEK
Źródło: Unimarket
Źródło: Nederman Polska Sp. z o.o.
NEDERMAN POLSKA Sp. z o.o.
Firma Nederman jest wiodącym dostawcą produktów, systemów, rozwiązań i usług dla wielu gałęzi przemysłowych, skupiając się na filtrowentylacji przemysłowej i recyklingu. Rozwiązania firmy Nederman przyczyniają się do ograniczania negatywnego wpływu produkcji przemysłowej na środowisko, zapewniania czystości i bezpieczeństwa w miejscach pracy oraz zwiększania wydajności produkcji. Firma Nederman oferuje wsparcie na każdym etapie produkcji, od wstępnego planowania projektu, poprzez montaż, uruchomienie, po serwis. Sprzedaż odbywa się za pomocą spółek zależnych w 29 krajach oraz z udziałem dystrybutorów i dealerów w ponad 30 krajach. Firma Nederman opracowuje produkty i realizuje produkcję we własnych zakładach produkcyjnych i montażowych w Europie, Ameryce Północnej i Azji.
2
Jesteśmy firmą specjalizującą się w dostarczaniu materiałów i technologii do produkcji laminatów uniepalnianych stosowanych zarówno w przemyśle kolejowym jak i innych branżach. Swoim klientom udostępniamy wsparcie nowoczesnymi technologiami przetwórczymi i konstrukcyjnymi. Naszym celem jest dostarczenie klientom kompletnego systemu uniepalnionego: żywica, żelkot, maty (materiały przekładkowe) oraz farby, który spełni najwyższe normy palnościowe dla taboru kolejowego krajów europejskich a także Unii Europejskiej (CEN 45545 HL3). Jesteśmy przedstawicielem handlowym firmy Mäder-Group, czołowego europejskiego producenta systemów coatingowych dla taboru kolejowego. Oferowane produkty posiadają także odpowiednie dopuszczenia różnych kolei europejskich jak np. SBB, DB AG, PKP, SNCF. Do każdego klienta podchodzimy indywidualnie, oferując kompleksowe uniepalnione systemy do produkcji laminatów poliestrowych, które zawierają zarówno żywice i żelkoty jak i wysokiej jakości farby powierzchniowe dopasowane specjalnie z uwzględnieniem indywidualnych wymogów klienta, zarówno co do metody przetwarzania, jak i kraju przeznaczenia. Oferujemy: • materiały kompozytowe: certyfikowane uniepalnione żywice poliestrowe – do każdej metody przetwórczej w tym żywice do produkcji czół pojazdów metodą RTM Light; żelkoty standardowe oraz intumescencyjne; żywice do laminatów poliestrowo-korkowych; szkockie maty szklane firmy Scott & Fyfe, • nawierzchniowe i gruntowe farby do tworzyw sztucznych: zarówno farby rozpuszczalnikowe jak i wodorozcieńczalne; farby do wszelkich podłoży, jak i zróżnicowanego przeznaczenia, w tym także farby antybakteryjne zmniejszające do 2 milionów krotnie rozwój liczby bakterii na powierzchni laminatu. Naszych produktów używają czołowi producenci pojazdów szynowych w Polsce i na świecie. Zapraszamy do odwiedzenia naszego stoiska E4 podczas Targów Kompozyt-Expo® 2013.
WACKER CHEMIE AG Wacker Chemie AG jest dostawcą krzemionki ogniowej HDK®, będącej produktem technologicznie dojrzałym, od ponad 40 lat wytwarzanym i z sukcesem wykorzystywanym przez klientów na całym świecie. Dzięki integracji systemu produkcji ze statystyczną kontrolą procesową i wysoce wydajną dynamiką reaktora otrzymuje się produkt o wyjątkowej czystości, gwarantującej najwyższą możliwą jakość.
CREE YACHT
EKOMER S. J.
Cree Yacht – biuro projektowo-konstrukcyjne dla zaawansowanych elementów wytwarzanych w kompozytach. Jako nieliczni łączymy projektowanie oraz technologię wykonania dopasowaną do elementu oraz możliwości przyszłego producenta. Szeroki zakres usług umożliwia nam stworzenie Państwa projektu od koncepcji po testy i wykonanie końcowe.
RESYSTA – MATERIAŁ JUTRA
Źródło: Cree Yacht
Już dziś Resysta spełnia techniczne i ekologiczne wymagania przyszłości. Dzięki swojej wytrzymałości i trwałości możliwe są całkowicie nowe zastosowania. Wzmocniony włóknem naturalnym materiał składa się z ok. 60% łusek ryżowych, ok. 22% soli i ok. 18% oleju mineralnego. Unikalna receptura sprawia, że materiał ten jest zarówno przyjazny dla środowiska, a także bardzo odporny na warunki atmosferyczne - słońce, deszcz, śnieg i wodę morską. Resysta nie wymaga konserwacji i oferuje wygląd drewna. Wodoodporne powierzchnie o wyglądzie drewna to przyszłość.
Regatowa łódka solarna, która na mistrzostwach świata w 2012 roku zdobyła nagrodę za innowacyjność konstrukcji oraz zajęła trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej regat.
Źródło: Technische Universität Chemnitz
”Federal Cluster of Excellence MERGE” dostarcza nowych technologii dla zasobooszczędnych technologii stosowanych w produkcji masowej inteligentnych konstrukcji lekkich. Procesy produkcyjne, obecnie odrębne dla różnych grup materiałów, powinny zostać scalone poprzez fuzję i wzajemne powiązania. Klaster MERGE skupia się na produkcji kompozytów hybrydowych z myślą o optymalnej kombinacji komponentów metalicznych, polimerowych i inteligentnych elementów tekstylnych. Instytucje uczestniczące: Technische Universität Chemnitz, Instytut Fraunhofera IWU i ENAS oraz instytucje związane z włókiennictwem STFI i CETEX.
Źródło: EKOMETR
TECHNISCHE UNIVERSITÄT CHEMNITZ
Kompetenzzentrum Strukturleichtbau (SLB) e.V.
ŚLĄSKIE CENTRUM NAUKOWO – TECHNOLOGICZNE PRZEMYSŁU LOTNICZEGO Sp. z o.o.
Kompetenzzentrum Strukturleichtbau jest interdyscyplinarną instytucją skupiającą się na łączeniu klasycznych technologii tekstylnych z nowoczesnymi rozwiązaniami z zakresu kompozytów wysokiej wydajności. Przewody elektryczne umieszczane są techniką haftu na tkaninach lub włókninach i mogą być stosowane jako czujniki do pomiaru odkształceń, temperatury i wilgotności. Tego typu czujniki tekstylne pozwalają na bezpośrednią integrację w struktury kompozytowe i umożliwiają tym samym monitorowanie stanu konstrukcji.
Źródło: Kompetenzzentrum Strukturleichtbau (SLB) e.V.
Źródło: Śląskie Centrum Naukowo – Technologiczne Przemysłu Lotniczego Sp. z o.o.
W drugiej połowie 2012 roku swoją działalność rozpoczęło Śląskie Centrum Naukowo – Technologiczne Przemysłu Lotniczego Sp. z o.o. zajmujące się projektowaniem, wytwarzaniem i badaniem struktur kompozytowych. Infrastruktura Centrum składa się z dwóch zasadniczych elementów: LABORATORIUM STRUKTUR KOMPOZYTOWYCH, które zajmuje się projektowaniem i wytwarzaniem kompletnych struktur kompozytowych lub ich elementów w technologii autoklawowej oraz LABORATORIUM BADAŃ MATERIAŁÓW, którego zakres prac badawczych obejmuje próby statyczne i zmęczeniowe kompletnych konstrukcji lub ich elementów według indywidualnych zamówień.
3
4
TARGI KOMPOZYT-EXPO速 5
ELMAT TRADING
MASTERMODEL FHU
Firma ELMAT, jako wyłączny dystrybutor znanych europejskich producentów narzędzi, już od kilkunastu lat dostarcza na rynek profesjonalne narzędzia skrawające. Są to głównie pełnowęglikowe frezy trzpieniowe jak i narzędzia z nasypem diamentowym na spoiwie galwanicznym wykonywane w unikalnej technologii próżniowej w temperaturze 1600°C. Największymi odbiorcami tych narzędzi są firmy obrabiające tworzywa sztuczne, tworzywa kompozytowe wzmacniane włóknem szklanym, węglowym itp., aluminium w tym płyty warstwowe typu Dibond, plaster miodu itp., laminaty i żywice epoksydowe, fenolowe, konglomeraty granitowo-kwarcowe i marmurowe itd. Dysponując dużym magazynem narzędzi, jesteśmy w stanie dostarczyć niemalże każde narzędzie w ciągu 24h. Mając grupę specjalistów o wieloletniej wiedzy praktycznej podbudowanej wiedzą politechniczną z zakresu teorii obróbki skrawaniem i obróbki CNC służymy wsparciem technicznym w optymalnym wyborze narzędzi dla danej aplikacji. Zapraszamy na nasze strony internetowe: www.tools.com.pl; www.tooling.com.pl; www.elmattrading.com.pl Źródło: Elmat Trading
Jesteśmy firmą zajmującą się produkcją elementów kompozytowych, wdrażaniem nowych technologii, rozwojem myśli technicznej i realizacją wizji. Produkujemy elementy kompozytowe w technologii LRTM do urządzeń i systemów wentylacyjnych, urządzeń medycznych, przemysłu samochodowego, sprzętu sportowego, energetyki itp. Zajmujemy się również wsparciem technicznym przy wdrażaniu technologii wytwarzania elementów kompozytowych i projektowaniu wyrobów.
FIBERCHECK GMBH
Źródło: FiberCheck GmbH
Źródło: MASTERMODEL FHU Jacek Koczwara
FiberCheck GmbH powstała w efekcie współpracy innowacyjnych i interdyscyplinarnych zespołów badawczych skupionych przy Technische Universität Chemnitz. Firma rozwija system czujników do ciągłego wykrywania i monitorowania uszkodzeń w kompozytach wzmacnianych włóknami ciągłymi. Rozwiązania stosowane przez FiberCheck umożliwiają eliminację zakłóceń poprzez ciągłe monitorowanie stanu łopatek wirnika. Obniża to nie tylko koszty utrzymania i napraw, ale pozwala również zminimalizować przestoje i prawdopodobieństwo całkowitej awarii. Dodatkowy potencjał zysku powstaje poprzez możliwość wykrywania lodu i optymalnego ustawienia kąta nachylenia łopatek.
SILSPEK RUBBER
Źródło: SILSPEK Rubber
6
OXYTOP Sp. z o.o.
Źródło: OXYTOP Sp. z o.o.
Firma SILSPEK Rubber jest przedstawicielem firmy Wacker®, wiodącego producenta mieszanek silikonowych. W swojej ofercie posiadamy silikony odlewnicze RTV do produkcji form, tamponów, wałków drukarskich, izolatorów, silikony do zastosowania w elektronice, przemyśle spożywczym, samochodowym jak i medycznym. Jesteśmy w stanie przygotować mieszanki o wadze już od 1 kg. Przy stałej współpracy towar dostarczamy do Klienta w ciągu 48 godzin własnym transportem lub kurierem. W naszym własnym laboratorium wykonujemy również badania mieszanek silikonowych, dostarczanych przez klientów. Posiadamy certyfikaty jakości ISO 9001:2009, ISO 14001:2005, PN-N-18001:2004
Od dwóch dekad produkujemy nadtlenki organiczne stosowane do kopolimeryzacji nienasyconych żywic poliestrowych. Robimy to z pasją i dużym zaangażowaniem, przez co uzyskaliśmy produkty o wysokiej jakości. O nadtlenkach wiemy dużo, ale nieustannie odkrywamy możliwości doskonalenia. Z pokorą dla praw natury tworzymy wyroby o dużej czystości. Chociaż produkty te nigdy nie będą ekologicznie przyjazne, dobieramy tak komponenty, aby stwarzały jak najmniejsze zagrożenia. Otaczamy zakład zielenią, aby udowodnić, że wysoce skomplikowana chemia może koegzystować z przyrodą. Potwierdzeniem słuszności naszej filozofii działania są liczne certyfikaty. Zapraszamy do odwiedzenia naszej strony internetowej www.oxytop.pl.
LSE LIGHTWEIGHT STRUCTURES ENGINEERING GmbH
MONIT SHM Sp. z o.o. MONIT SHM Sp. z o.o. jest to firma, której głównym zadaniem jest transfer technologii opracowanych przez naukowców do przemysłu. W swojej ofercie posiadamy nowoczesne rozwiązania z zakresu badań nieniszczących oraz monitorowania stanu technicznego konstrukcji. Nasze systemy pozwalają na podniesienie poziomu bezpieczeństwa, szybsze i dokładniejsze niż w przypadku standardowo stosowanych procedur wykrywanie uszkodzeń i defektów struktury materiałów kompozytowych, metalicznych czy ceramicznych.
Źródło: SAFILIN Sp. z o.o.
Od 1778 roku SAFILIN selekcjonuje najlepsze włókna lniane z każdego plonu, pozostając europejskim liderem wśród przędzalni lnu. Do wzmocnień w bio-kompozytach, SAFILIN stworzył gamę lnianych rovingów LOW-TWIST (od TEX 105 do TEX 2000), oferujących wytrzymałość materiału suchego i jednocześnie umożliwiających dobrą impregnację przez żywicę. W rezultacie, przy zastosowaniu w tkaninach zarówno jednokierunkowych, dwukierunkowych, jak i multiaxial, bądź w pultruzji i filament winding osiągnięcia mechaniczne są aż o 30% wyższe dla rowingów LOW-TWIST SAFILIN. SAFILIN jest partnerem dwóch laureatów JEC AWARDS, jako dostawca rovingu lnianego LOW-TWIST dla INNOBAT (2011) oraz NOTTINGHAM UNIVERSITY (2013). W 2013r. firma KAIROS stworzyła we Francji pierwszy trimaran wybudowany wyłącznie z włókien lnianych (bez włókien szklanych ani węglowych), dzięki rovingowi LOW-TWIST z SAFILIN.
MIKROSAMOCHÓD „COLIBRI” NA KOMPOZYT-EXPO® Jednoosobowy mikrosamochód „Colibri” – ekonomiczne, wygodne i bezpieczne rozwiązanie dla obszarów miejskich – to kolejna niespodzianka dla miłośników motoryzacji na KOMPOZYT-EXPO® 2013. Jednoosobowy, lekki pojazd elektryczny osiąga prędkość do 120 km/h. Mały akumulator oferuje zasięg około 110 km i może zostać naładowany w ciągu dwóch godzin przy użyciu domowego gniazda elektrycznego. Prototyp firmy Innovative Mobility Automotive (IMA) opracowany wspólnie z dostawcami branży Automotive miał swoją premierę w marcu 2013 podczas Motor Show w Genewie – w Polsce można go będzie zobaczyć na Targach KOMPOZYT-EXPO® już w listopadzie!
TROTON Sp. z o.o. W ofercie Troton skierowanej do branży kompozytów znajdują się pasty polerskie marki BRAYT oraz szpachlówki i farby Sea-Line®. Pasty polerskie przeznaczone są zarówno do form jak i wyrobów końcowych. Na szczególną uwagę zasługuje pasta polerska Sea-Line Brayt S0, która doskonale radzi sobie na trudnych i twardych powierzchniach. Produkty Sea-Line® - szpachlówki i podkłady epoksydowe, lakiery nawierzchniowe - używane są w toku produkcji oraz podczas napraw wyrobów z laminatów. Podczas IV Targów KOMPOZYT-EXPO® zapraszamy na stoisko E2 (TROTON), gdzie będą odbywać się pokazy past polerskich BRAYT.
Źródło: TROTON Sp. z o.o.
SAFILIN Sp. z o.o.
Źródło: MONIT SHM Sp. z o.o.
Źródło: LSE Lightweight Structures Engineering GmbH
Firma LSE GmbH oferuje kompletny łańcuch usług od obliczeń i symulacji po wytwarzanie gotowych komponentów. Kompetencje: • obliczenia i projektowanie kompozytów o wysokiej wydajności, rozwijanie wielofunkcyjnych struktur lekkich, wytwarzanie tekstylnych systemów czujnikowych, opracowywanie i konstrukcja stanowisk badawczych, •w ytwarzanie specjalistycznych maszyn pod wysokowydajne elementy kompozytowe i obróbkę tworzyw sztucznych, • opracowanie i produkcja narzędzi oraz urządzeń dla technologii wytwarzania kompozytów, • wytwarzanie elementów z kompozytów hybrydowych.
7
TARGI KOMPOZYT-EXPO速
Healthy Composite Structures Advanced Damage Detection Technology for Composite Structures Łukasz Pieczonka1, Andrzej Klepka1, Mariusz Szwedo2, Wiesław J. Staszewski1, Tadeusz Uhl1 1 2
GH University of Science and Technology, Department of Robotics and Mechatronics, Al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland A MONIT SHM LLC, Ul. Lublańska 34, 31-476 Krakow, Poland
Introduction Composites combine various constituent materials that are combined to produce desired physical properties. It is widely accepted that composites are materials for the 21st century. Modern engineering structures make a use of composites due to high strength and stiffness, low weight and good fatigue life. The properties of these materials can be combined with the benefits of design freedom offered by enormous variations in composition and reinforcement. Application of composites are widespread and include examples of large structures such as airplanes or wind turbines, medium size structures such as cars or boats and various smaller structural elements (e.g. shafts, beams, plates). It is inevitable that the application of composites and wider use of damage-tolerant design concepts will require reliable methods for quality control and damage monitoring to maintain structural integrity. Recent years have shown a number of new, advanced technologies that can be used for damage detection in composites structures. Some research laboratory developments are ready for field applications. This is particularly relevant to vibrothermography and laser vibrometry. Other methods - such as nonlinear acoustics offer the potential for future applications. Vibrothermography Thermography is a family of Nondestructive Testing (NDT) methods based on temperature measurements to reveal structural damage. All thermographic methods can be divided into two major groups, i.e. passive and active approaches. Passive methods rely on temperature measurements without introducing any external excitation. These methods are typically qualitative and provide global information on potential anomalies. In contrast, active methods require external or internal excitation and provide enough sensitivity for NDT applications. Vibrothermography is a special deployment of active thermography that uses mechanical vibration excitation. The principle of operation of the method can be described as follows: periodic stress waves introduced to a test structure cause energy dissipation at discontinuities (e.g. delaminations, cracks) by conversion of mechanical energy into thermal energy generating heat. Thus, the heat source in vibrothermography, unlike in other thermographic techniques,
10
is the discontinuity itself, which makes the identification of defects simpler. Heat generated at discontinuities propagates to the surface where the temperature change is measured by a sensitive infrared camera. The process is illustrated schematically in Figure 1
Figure 1. Vibrothermography – principle of operation.
Vibrothermography is very well suited for materials with intermediate thermal diffusivity values (the ratio of thermal conductivity to mass density and specific heat capacity of a material) as for example carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites. To demonstrate the effectiveness of the method, experimental testing was performed on a layered composite plate made of carbon epoxy prepreg. The ply stacking sequence was [0,45,45,0]. The plate has been damaged in a with low velocity impact event which resulted in matrix and fiber cracking in the vicinity of the impact location. The measurement was performed with the vibrothermographic test system from MONIT SHM company. Ultrasonic excitation at 35 kHz was delivered to the structure for 3 seconds at 20% maximum output power of the amplifier.
t = 0 sec
The data was post processed using the ThermoAnalysis software from MONIT SHM company. Figure 2 left presents the thermal image acquired before applying ultrasonic excitation and Figure 2 right presents the thermal image acquired 3 seconds after applying ultrasonic excitation. The damaged area can be clearly identified on the right image. Laser Vibrometry In thin plate-like structures elastic waves can propagate in the form of Lamb waves and the methods making use of these type of guided waves are one of the most often proposed local methods in Structural Health Monitoring (SHM). Typically the excitation and acquisition of Lamb waves is done with piezoceramic transducers. A drawback of this approach is that a significant number of actuator/sensor transducers are required for monitoring large structures. This is labor intensive, slow and costly. From the logistic point of view, it is not practical to cover an aircraft or wind turbine with many thousands of bonded or embedded transducers. Therefore laser vibrometry becomes increasingly popular. Laser vibrometers can overcome many difficulties associated with Lamb wave damage detection techniques. Figure 3 illustrates the application of a non-contact, multi-point scanning laser vibrometer for structural damage detection. Lamb waves from a piezoceramic transducer are sensed using a scanning laser vibrometer. The scanning vibrometer covers the complete optically-accessible surface with a high density of sample points. At each sample point, the out of plane vibration is measured. Using three scanning heads simultaneously the measurement of in-plane vibration components is also possible. These measure-
t = 3 sec
Figure 2. Vibrothermographic measurement results – thermal image acquired before applying ultrasonic excitation (left) and thermal image acquired 3 seconds after applying ultrasonic excitation (right), the damage can be clearly identified.
ments are assembled and visualized for easier interpretation of the results.
Figure 3. Test setup for scanning laser vibrometer based Lamb wave measurements.
Example of damage detected in a composite specimen using Lamb wave monitoring is shown in Figure 4. A layered composite prepreg plate of 2 mm thickness was excited by wave packets generated by a piezoceramic transducer operating at 100 kHz central frequency. Vibration signals were acquired by the Polytec PSV-400 scanning laser vibrometer system. These results show that structural damage can be identified clearly by locally increased out of plane vibration amplitude (e.g. delamination in Figure 4). Nonlinear Acoustics In the recent years there has been a significant growth of interest in non-linear, vibro-acoustic damage detection methods. The reason for this interest is higher sensitivity of these methods, compared to their linear counterparts. Non-linear damage detection methods are based on completely different phenomena than linear techniques. Classical linear methods are based on the well-known laws of physics related to reflection, scattering, attenuation or mode conversion of ultrasonic waves propagating in media. However, these methods can detect and localize relatively large damage severities that are comparable with wavelengths . Non-linear vibro-acoustic methods are based on completely different phenomenon. One of the common features of many non-linear
methods is the assumption of a non-linear form of the Hook’s law due to damage. The non-linear form of Hook’s law causes a distortion in a signal response of structure excited harmonically by acoustic wave. Various nonlinear features can be observed in ultrasonic responses as a result of damage-related nonlinear phenomena. Examples of these features include: higher and subharmonics generation, modulations, modulation transfer, hysteretic behavior, memory effects or energy dissipation. Non-linear acoustics is particularly attractive for contact-type damage detection such as fatigue cracking or delamina-
propagating ultrasonic wave and low frequency excitation (Figure 5b). When monitored structures are damaged, spectra of response signals contain additionally sidebands around the main ultrasonic component (Figure 5c). The number of sidebands and their amplitude depends on the intensity of modulation and strongly relates to damage severity. Another example of nonlinear damage detection method can be Local Defect Resonance technique. The main assumption of the LDR method is that structural damage has a characteristic resonant frequency associated with it. The knowledge of this resonant frequency,
Figure 5. The principle of nonlinear vibro–acoustic wave modulation technique: (a) schematic diagram illustrating the method; (b) power spectrum of response signal for undamaged structure; (c) power spectrum of response signal for damaged structure.
tions. The principle of one of the nonlinear damage detection method (vibro-acoustic modulation technique) is presented in Figure 5. Two excitations are introduced to the structure simultaneously (as illustrated in Figure 5a). When monitored structures are intact or undamaged, spectra of signal response exhibit only the two major frequency components corresponding to
being a function of damage size and geometry, can be utilized to reveal the location of damage in a nonlinear acoustics test. In practice, when a structure is excited with a single-harmonic signal at frequency corresponding to the LDR frequency, the amplitude level of higher harmonics in measured response spectra increases dramatically near damage location. Spatial mapping of measured spectral amplitudes, at frequencies equal to higher harmonics of LDR frequency, allows one to find damage location. An example of damage imaging in a layered composite plate based on the LDR technique is presented in Figure 6.
Figure 6.Results of the LDR imaging test. Spatial distribution of the vibration amplitudes for damage resonance.
Figure 4. Results of a scanning laser vibrometer based Lamb wave damage detection. RMS amplitude contour map (left) with amplitude profiles across delaminations for 100 kHz out of plane vibration (right).
Summary The article has demonstrated various advanced methods that can be used for quality inspection and damage detection in composite structures. These methods utilize non-contact temperature, ultrasound and vibration measurements. The methods presented are relatively straight forward and can be used to visualize potential manufacturing defects and structural damage due to operation.
11
PROGRAM TOWARZYSZĄCY KOMPOZYT-EXPO® Informacje organizacyjne 21 LISTOPADA 2013 SESJE SEMINARYJNE/ LECTURE SESSIONS 12:00-12:50 Wykonanie i badania kompozytowej kładki dla pieszych – Piotr Świeżewski, Mostostal Warszawa S.A. 13:00-14:00 Kompozytowe zbiorniki wysokociśnieniowe do magazynowania biogazu w kluczowym projekcie POIG – Michał Barcikowski, Wojciech Błażejewski, Politechnika Wrocławska STREFA PREZENTACJI TECHNICZNYCH 10:00-10:30 Wykorzystanie aktywnej termografii w badaniach nieniszczących kompozytów – dr inż. Aleksandra Bogdan-Włodek, Śląskie Centrum Naukowo-Technologiczne Przemysłu Lotniczego Sp. z o.o. 10:30-11:00 Zastosowanie technologii TPT (thin ply technology) w wytwarzaniu kompozytów - Corvin Huber, Śląskie Centrum Naukowo-Technologiczne Przemysłu Lotniczego Sp. z o.o. 11:10-12:10 Badanie ciągłości struktury materiałów kompozytowych jest prostsze niż kiedykolwiek! Innowacyjne techniki badań nieniszczących – Sebastian Kopycki, Piotr Hellstein, MONIT SHM Sp. z o.o. 12:20-12:35 Unikanie typowych błędów podczas wytwarzania ognioodpornych kompozytów (dla transportu kolejowego) pozwalające przejść trudne testy certyfikacyjne – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 12:35-12:50 Strategie Mäder pozwalające na produkcję dużych elementów ognioodpornych w formach zamkniętych – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 12:50-13:05 Lekkie i ognioodporne kompozyty – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 13:05-13:20 Inne nowoczesne rozwiązania Grupy Mäder: nowoczesne technologie oparte na zastosowaniu żywic dla form zamkniętych i ich aplikacja w procesie pultruzji, nowe koncepcje w dziedzinie konstrukcji, rozwiązania Antigraffiti – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 13:30-14:30 High Quality Dow Epoxy Products for Composite Applications – Toine Dinnissen, Dow Chemical Company 14:40-15:40 Polyurethane pultrusion – Filip Štusak, GDP KORAL s.r.o. 22 LISTOPADA 2013 SESJE SEMINARYJNE/ LECTURE SESSIONS 10:00-14:30 Praktyczne zastosowanie nowoczesnych materiałów kompozytowych - Central European Composite Cluster STREFA PREZENTACJI TECHNICZNYCH 10:00-11:00 Wtrysk żywicy pod membranę sylikonową. Metoda FLEX MOLDING PROCESS - Magnum Venus Polska 11:10-12:10 Unikanie typowych błędów podczas wytwarzania ognioodpornych kompozytów (dla transportu kolejowego) pozwalające przejść trudne testy certyfikacyjne - Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 11:25-11:40 Strategie Mäder pozwalające na produkcję dużych elementów ognioodpornych w formach zamkniętych – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 11:40-11:55 Lekkie i ognioodporne kompozyty – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 11:55-12:10 Inne nowoczesne rozwiązania Grupy Mäder: nowoczesne technologie oparte na zastosowaniu żywic dla form zamkniętych i ich aplikacja w procesie pultruzji, nowe koncepcje w dziedzinie konstrukcji, rozwiązania Antigraffiti – Paul Wartenweiler BU Manager Composites Walter Mäder AG, Michael Ruppik Mäder Aqualack AG 12:20-13:20 High Quality Dow Epoxy Products for Composite Applications – Toine Dinnissen, Dow Chemical Company 13:30-14:30 Badanie ciągłości struktury materiałów kompozytowych jest prostsze niż kiedykolwiek! Innowacyjne techniki badań nieniszczących - Sebastian Kopycki, Piotr Hellstein, MONIT SHM Sp. z o.o. 14:40-15:40 Polyurethane pultrusion - Filip Štusak, GDP KORAL s.r.o.
Partner targów
Patronat merytoryczny
Współpraca
12
Biuro organizacyjne i tereny targowe:
Targi w Krakowie Sp. z o.o. ul. Centralna 41a, 31-586 Kraków tel. + 48 12 651 90 28, fax: + 48 12 644 61 41 Dorota Gurgul Komisarz Targów KOMPOZYT-EXPO® tel. kom.: +48 501 691 233 e-mail: gurgul@targi.krakow.pl Elżbieta Nowakowska Asystent Komisarza Targów tel.: +48 12 651 90 16 e-mail: nowakowska@targi.krakow.pl Marcin Bugajski Kierownik Działu Organizacji Technicznej tel. kom.: +48 509 496 639 e-mail: bugajski@targi.krakow.pl
Rejestracja on-line: www.kompozyty.krakow.pl
Rezerwacje hotelowe: Paulina Polewka tel.: +48 12 651 90 15 e-mail: polewka@targi.krakow.pl
Godziny otwarcia: 21.11.2013 – 9.00-17.00 22.11.2013 – 9.00-16.00
Parking dla zwiedzających: Tereny Targowe, ul. Centralna 41a
Cennik biletów wstępu: Bilet normalny - 40,00 zł Rejestracja na Targach - 25,00 zł Prejerestracja online do 17 listopada 2013r. - 20,00 zł
Minister Gospodarki – Janusz Piechociński Wojewoda Małopolski – Jerzy Miller Marszałek Województwa Małopolskiego – Marek Sowa Prezydent Miasta Krakowa – Jacek Majchrowski
Patronat honorowy
Patronat prasowy