Schadenerkennung für FKV Mittwoch, 24.08.2016

Wissenschaftler/Innen der TH Köln entwickeln im Projekt ISAFAN eine verbesserte Schadenserkennung und -vorhersage für Faserverbundkunststoffe.

Eine jetzt zum Patent angemeldete Technologie könnte in Zukunft Schäden, wie zum Beispiel Faserbrüche, präzise detektieren und aufwändige Wartungen reduzieren. ISAFAN wird vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen über das Programm "FH Struktur" für zwei Jahre mit insgesamt rund 240.000 Euro gefördert.

Für die Schadenserkennung hat die Forschungsgruppe ISAFAN (Intelligente Schadensvorhersage an Faserverbundkunststoff-Bauteilen in industriellen Anwendungen) ein Diodengitter entwickelt, das in Verbundbauteile integriert werden kann. Liegt ein Schaden vor, sind die Leiterbahnen unterbrochen und das System registriert die Änderung der elektrischen Eigenschaften.

Zurzeit werden Werkstücke aus Faserverbundkunststoff bei der Wartung häufig einer aufwändigen Ultraschallprüfung unterzogen, um Schäden festzustellen. Durch die neue Technik können Probleme im Moment ihres Entstehens erkannt und entsprechende Maßnahmen eingeleitet werden. Da die Leiterbahnen im Bereich von Millisekunden durchgetaktet werden, wird das Bauteil permanent komplett überwacht. Dabei wird die Lokalisierung umso genauer, je enger die Maschen des Gitters angeordnet sind. Geeignet ist die Technologie für beliebig geformte Teile aus Faserverbundkunststoffen.

Zurzeit sucht die Forschungsgruppe nach einem geeigneten Material für die Diodengitter. Das Material muss eine ähnliche Bruchdehnung haben wie die Faserverbundkunststoffe, in die es eingebaut wird. Das heißt, der Faserverbundwerkstoff und die Leiterbahnen sollten ähnliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Denn wenn eines von beiden früher versagt als das andere, können die Schäden nicht exakt gemessen werden. Damit die neue Technologie in der industriellen Serienfertigung verwendet werden kann, entwickelt das Team jetzt eine Methode, das Diodengitter effizient in die Bauteile zu integrieren. Idealerweise wird das Drahtgitter auf eine Folie aufgebracht, die während des Fertigungsprozesses in das Bauteil implementiert wird.

 

Bild: Thilo Schmülgen/TH Köln - Untersuchung einer Faserverbundplatte mit Piezosensoren.

 

24.08.2016
AK