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Vortrag

Strukturüberwachung von Kohlefaserkunststoffverbunden im Automobilbau mittels integrierten Wandlernetzwerken

Mittwoch (22.05.2019)
10:40 - 11:00 Uhr

Der Einsatz von Faserverbundwerkstoffen im Automobil birgt Herausforderungen hinsichtlich des Nachweises der Betriebsfestigkeit der jeweiligen Komponenten. Schäden wie Delaminationen sind durch eine visuelle Inspektion nicht detektierbar. Typische sicherheitsrelevante Faserverbundstrukturen sind zudem in schwer zugänglichen Karosseriebereichen verbaut, sodass Ultraschall- und Thermografieverfahren nicht anwendbar sind. Deshalb wurde im Rahmen des BMBF-geförderten Projekts CarbonSafe (FKZ 16ES0333) eine integrierte Lösung entwickelt, die die strukturelle Integrität von Kohlefaserverbundbauteilen überprüft. Hierbei handelt es sich um ein aktives, auf geführten Wellen basierendes SHM-Verfahren. Das System besteht aus einem Netzwerk aus piezoelektrischen Wandlern und einer Auswerteelektronik, die sowohl Messung als auch Auswertung durchführt und eine Aussage über den Zustand der Komponente trifft. Weiterhin ist ein Selbsttest implementiert, der die Funktionsfähigkeit der Wandler vor der Messung sicherstellt. Das Piezonetzwerk ist eine wirtschaftlich einsetzbare, zusätzliche Halbzeuglage, die in das Werkzeug eingelegt und in branchentypischen RTM-Prozessen verarbeitet wird. Die Funktionsfähigkeit des Gesamtsystems wurde in Simulationen, Laborversuchen, an generischen Testbauteilen und in einem Feldversuch nachgewiesen. Umfangreiche Testfahrten an einem ausgerüsteten Fahrzeug dienten der Erprobung des Systems hinsichtlich Langlebigkeit und Bedienbarkeit im Servicebetrieb.

Sprecher/Referent:
Kilian Tschöke
Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Weitere Autoren/Referenten:
  • Tobias Gaul
    Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Dr. Lars Schubert
    Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
  • Friedrich von Dungern
    INVENT GmbH
  • Julia Guerrero Santafe
    INVENT GmbH

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Manuskript 22-Tschoeke-4SMARTS2019 Dies ist das Manuskript. 1 MB Download