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Innovative Sensoren für den Leichtbau

Moderne Leichtbauprodukte werden in einem zunehmend heterogenen, hoch belasteten Umfeld eingesetzt, das Spektrum ihrer Anwendungen weitet sich permanent. Zahlreiche dieser Anwendungen machen es erforderlich, entweder den Zustand eines Bauteils oder seine Umgebungsbedingungen genau zu registrieren. Für solche Aufgaben müssen die verwendeten Sensoren möglichst leicht und robust sein. Ideal ist außerdem ihre zuverlässige und werkstoffgerechte Integration in die jeweiligen Bauteile. INVENT entwickelt innovative Sensorkonzepte, die solch hohen Anforderungen gerecht werden, aber auch verbundgerechte Methoden für die Verkabelung und den elektrischen Anschluss.  

Ein anschauliches Beispiel sind Sensoren auf Basis von Piezomaterialien. Sie zeichnen sich durch eine hohe Signalgüte aus und arbeiten in einem sehr breiten Frequenzspektrum – es reicht bis in den Megahertzbereich. Positiv ist außerdem, dass diese Sensoren keine externe Spannungsversorgung benötigen. Die Signale werden direkt innerhalb des Piezomaterials in elektrische Impulse gewandelt. Diese Impulse können direkt als Ausgangssignal verwendet werden.

Faseroptische Systeme verwendet INVENT für Bauteile, die sehr hohen Dehnungen ausgesetzt sind, oder bei denen sehr großflächige Bereiche sensoriert werden müssen. Im Fokus der Forschungen stehen Methoden, um die Sensorfasern möglichst gewichtssparend und effektiv auf Bauteilen zu applizieren oder in Bauteile zu integrieren.

Ein weiteres wichtiges Forschungsthema ist die Entwicklung von gedruckten Sensoren auf Faserhalbzeugen. Ein solches Faserhalbzeug lässt sich unkompliziert während des Herstellungsprozesses als zusätzliche Lage in einen Faserverbund integrieren. Neben den Sensoren können auch die benötigten elektrischen Zuleitungen mit aufgedruckt werden. Das spart Verkabelungsaufwand und Gewicht. 

Alle diese Techniken schaffen neue Perspektiven. Sie eröffnen die Möglichkeit, großflächige Sensorisierungen bei gleichzeitig minimalem Zusatzgewicht zu realisieren. Insbesondere Sensoren für Dehnung, Temperatur oder Beschleunigung sind in diesem Zusammenhang sehr interessant.

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