INDUSTRIE & INNOVATION

Der Bereich Industrie & Innovation widmet sich den Fragestellungen rund um die Erschließung neuer Einsatzmöglichkeiten und Märkte für Faserverbundmaterial sowie der Entwicklung von Zukunftstechnologien für den Leichtbau. Im Spannungsfeld von Nachhaltigkeit, Industrialisierung und Wirtschaftlichkeit übertragen wir das Potenzial der Hochleistungsfaserverbundwerkstoffe auf neue Branchen und Anwendungen und erfüllen damit die hohen Kundenanforderungen an z. B. Steifigkeit, Dimensionsstabilität in einem großen Temperaturfenster und optimale Prozessrouten für unterschiedliche Losgrößen.

Für diese Aufgabe steht ein interdisziplinäres Team bereit, welches das Spektrum von der Materialwissenschaft, Prozesstechnik, Auslegung und Simulation bis hin zur Mechatronik abdeckt. Hier verschmelzen strategische Forschungsthemen, Marktanalysen und Kundengespräche in internen Workshops zu Ideen, die die Existenzberechtigung von Hochleistungsfaserverbundstrukturen in neuen Anwendungen aufzeigen – auf nachhaltige und wirtschaftliche Weise.

Voriger
Nächster
Branchen & Leistungen
Maschinenbau und Industrie

Maschinenbau und Industrie

Im Maschinenbau haben kohlefaserverstärkte Kunststoffe (CFK) ebenfalls eine Daseinsberechtigung. Komponenten, die in einem großen Temperaturfenster betrieben werden, lassen sich so beispielsweise dimensionsstabil realisieren und erlauben damit eine höhere Präzision. Die geringere Masse erlaubt kleinere und damit günstigere und energiesparende Stelltechnik.

Die Herausforderung besteht darin, die höhere Leistungsfähigkeit in bestehenden Strukturen oder unter unvariablen Randbedingungen umzusetzen, denn eine Übertragung metallischer Strukturen in CFK ohne verändertes Design ist in der Regel nicht zielführend (“black metal design”).

Vom Konzept über die Auslegung und Prototypen bis hin zur Serie ist INVENT Ihr Ansprechpartner für die faserverbundgerechte Umsetzung Ihrer Komponenten aus einer Hand.

Referenzen:

WISSENSCHAFTLICHE INSTRUMENTE​

Wissenschaftliche Instrumente

Das Technologieportfolio von INVENT bietet genau den Erfahrungsschatz hinsichtlich Werkstoffen, Bauweisen und Verarbeitung, den Sie für CFK-Komponenten im wissenschaftlichen Umfeld erwarten.

Das Team, vom Engineering bis zur Produktion, ist mit den besonderen Anforderungen dieser Anwendungen vertraut: angefangen bei höchster Präzision über Designs für Anwendungen in kryogener Umgebung oder Vakuum, ausgasungsfreie Werkstoffe bis hin zu besonderen Eigenschaftsprofilen bzgl. elektrischer oder Wärmeleitfähigkeit oder dimensionsstabilen Verhalten über einen großen Temperaturbereich.

Referenzen:

  • DESY
  • CERN
  • Large Binocular Telescope
  • miBoS
NACHHALTIGER LEICHTBAU

Nachhaltiger Leichtbau

Faserverbundtechnologien spielen ihre Stärken in der Nutzungsphase aus, in der in vielen Szenarien die hohen energetischen und stofflichen Aufwände kompensiert werden. INVENT entwickelt Strategien, um den Einsatz von Faserverbundwerkstoffen nachhaltiger zu gestalten, angefangen beim Design, über Fertigungsprozesse, Technologien bis hin zu der Lebenszyklusanalyse und Recycling.

Neben dem Einsatz von Biomaterialien entwickeln wir Prozesse, die weniger energieintensiv sind und haben Lösungen im Portfolio, die den gesamten Lebenszyklus adressieren.

Neuartige Fertigungsprozesse erlauben das Senken des Energiebedarfs in der Produktion. In der Produktentwicklung prüfen wir, welche Bauteilszenarien sich für recycelte Werkstoffe eignen. Innovative Fügeprozesse erlauben das Lösen von Klebverbindungen und die Wiederverwendung von Bauteilen ohne Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften.

Referenzen:

Biomaterialien

Biomaterialien

Biomaterialen bieten das Potenzial, nachhaltige Faserverbundbauteile aus Perspektive der Ausgangswerkstoffe zu entwickeln. Gleichzeitig lässt sich häufig ein technischer Mehrwert nutzen, wie zum Beispiel das Dämpfungs- und Crashverhalten von Naturfasern oder die intrinsische Brandhemmung bestimmter Harzsysteme. Darüber hinaus spielen nachwachsende Rohstoffe auch in Sandwichkernen und Brandschutzsystemen eine zunehmend größere Rolle.

Diese Werkstoffe begleiten die INVENT GmbH seit der Unternehmensgründung, sodass wir Ihre Anwendung mithilfe einer umfangreichen Materialdatenbank, Berechnungsmodellen und Prozess-Knowhow so umsetzen, dass die Stärken dieser Werkstoffe optimal genutzt werden.

Dort, wo nachwachsende Rohstoffe als Materialsystem an ihre Grenzen kommen, fließen nachhaltige Faserverbundtechnologien ein, um eine ganzheitliche Lösung anzubieten.

Referenzen:

  • Schuberth Helme
  • Ford Mustang GT (FourMotors)
  • ecoTECH (CleanSky2)
  • futureTEX 2020
  • Naturfaserkanadier
Smarte Strukturen & Systeme

Smarte Strukturen & Systeme

Piezokeramiken gehören zu den „Smart Materials“, die sich durch sowohl sensorische als auch aktorische Eigenschaften auszeichnen. Dadurch sind darauf basierenden Flächenwandler als Sensor, Aktor sowie als Ladungsgenerator und -speicher einsetzbar. Eine elektrisch isolierte und besonders mechanisch besonders robuste Bauform wird bei INVENT gefertigt und bevorzugt für vielfältige Anwendungen eingesetzt, von der einfachen Schwingungsmessung bis hin zur Strukturüberwachung.

Ein breiter Technologiebaukasten bietet dabei auch für Ihre Anforderungen eine performante Lösung: Doublelayer, phasengesteuerte Arrays, Scherwellenwandler, innovative Schirmungskonzepte, Flachleiterintegration, Steckverbinder, Integration weiterer Sensoren (z. B. FBG oder Pt100), u. v. m..

Die INVENT GmbH entwickelt und produziert piezoelektrische Flächenwandler und vertreibt sie in Kooperation mit PI Ceramic. Weitere Informationen erhalten Sie auf DuraAct Flächenwandler (piceramic.de).

Anwendungsbereiche:

  • Strukturüberwachung
  • Vibrationsmessungen
  • Schallemission
  • Lärmminderung
  • Energy Harvesting
Referenzen:

  • SARISTU – und FAWASIS Sensornetzwerk – Strukturüberwachung
  • Remote Detect Vibrationsmessungen
  • KAMOS – kombinierte akustische und modale Strukturüberwachung

Referenzen

SARISTU – Strukturüberwachung einer maßstabsgetreuen Tür- Umgebungsstruktur

SARISTUStrukturüberwachung einer maßstabsgetreuen Türumgebungsstruktur eines Zivilflugzeugs (SARISTU: EU project, Grant agreement ID: 284562)

Hier gelangen zur Seite von Cordis der Europäischen Union: …weitere Informationen.

Remote Detect bei Offshore Windanlagen

Automatische Überwachung der Unterwasserschweißnähte von Offshore-Windkraftanlagen mithilfe eines Tauchroboters ROV
(RemoteDetect: BMWi – FKZ 03SX433A)

Hier gelangen zu seinem Video der Seite vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: …zum Video

Automatische Überwachung von Unterwasserschweißnähten mit einem ROV

Mit der Sensormanschette CoMoBelt® wurde im RemoteDetect Projekt ein Messsystem entwickelt, das dauerhaft an der Gründungsstruktur von Offshore-Windkraftanlagen installiert wird und deren Integrität überwachen kann. Das reduziert kontinuierlich den Bedarf an kostenintensiven Vor-Ort-Einsätzen und senkt damit die Wartungskosten. Ähnlich wie ein Ring wird der Sensorkragen direkt und dauerhaft an stark belasteten Bereichen der Fundamentstruktur, wie z. B. Schweißnähten, angebracht. Dadurch wird der Einfluss von externem Biomaterialbewuchs auf die Messungen minimiert und die anstrengende und zeitaufwändige manuelle Reinigung der Messstellen durch Taucher entfällt.

Besonderheiten:

  • Scherwellenwandler, SH0-Wellen, Unempfindlichkeit ggü. Bewuchs auf Oberfläche

  • Flachleiterintegration

 

FaWaSiS

Sensornetzwerk zur aktiven Strukturüberwachung der Seitenschürze eines Triebzugs der Baureihe 612.

Hier gelangen zu seinem Beitrag mit weiteren Informationen: …zum Beitrag

 

Besonderheiten:

  • Großes Sensornetzwerk: Alle Funktionsteile in Polymerkapselung integriert (Mehrere Keramiken, Kabel, …)

  • Militärstecker als zentraler Anschluss der Piezos

Kamos

Kombinierte akustische und modale Strukturüberwachung (KamoS: BMWi – FKZ 20Q1725E)

Besonderheiten:

  • Elektrodenvlies als Leiterbahn

  • Zentraler Anschluss der Sensoren über integrierte Platine

Kosel – Blattfeder in Faserbundbauweise mit integriertem SHM-System

Blattfeder in Faserbundbauweise mit integriertem SHM – System (BMBF – FKZ 033R242C)

Die INVENT GmbH hat gemeinsam mit verschiedenen Partner das Forschungsprojekt Kosel erfolgreich durchgeführt. Zielstellung für INVENT war dabei die Erarbeitung einer neuen nachhaltigen wiederverwendbaren Blattfeder in Faserverbundbauweise für Automotive Anwendungen. Die innovative Bauweise besteht dabei aus dem kombinierten Einsatz von GFK und CFK sowie einem integrierten SHM–Netzwerk.

Das integrierte SHM–Netzwerk beinhaltet 14 Piezowandler. Die Piezowandler werden wechselseitig als Aktuator und Sensor genutzt. Durch das Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung von mehreren hundert kHz leitet abwechselnd jeder Piezowandler Lambwellen in die Struktur, während die anderen Wandler die ausgesendeten Lambwellen detektieren. Die dabei detektierten Übertragungsfunktionen geben Rückschluss auf den Zustand der Struktur. Dazu werden die Signale mit der ursprünglichen unbeschädigten Struktur verglichen. Mögliche Abweichungen werden anschließend in einem Fehlerbild dargestellt.

Das integrierte Sensornetzwerk ermöglicht die kontinuierliche Überwachung des Bauteilzustandes. Im Fall einer Beschädigung kann der Fahrzeughalter entsprechend gewarnt werden. Ergänzend kann der Zustand der Blattfeder am Lebenszeitende des Gesamtfahrzeuges beurteilt werden. Im unbeschädigten Zustand kann die Blattfeder, nachweislich ohne Einschränkungen, in einem weiteren Fahrzeug wiederverwendet werden.

Im Vergleich zu herkömmlichen Bauweisen, ist die Herstellung der Blattfeder sehr ressourcen- und energieintensiv. Durch die Auslegung und dem integrierten SHM-Netzwerk kann die Blattfeder jedoch für 2 bis 3 Produktlebenszyklen verwendet werden. Nach 2 bis 3 Lebenszyklen ist der Ressourcen- und Energieverbrauch, verglichen mit einer herkömmlichen Bauweise, geringer.

Für den Proof-of-Concept wurde im ersten Schritt eine dämpfende Masse auf die Oberfläche der Blattfeder angebracht. Dies sorgt für eine lokale Signaldämpfung und imitiert eine mögliche Beschädigung innerhalb der Blattfeder. Vergleiche hierzu die untenstehende Abbildung. Der Fehler wurde detektiert, womit der Proof-of-Concept erbracht wurde.

Besonderheiten:

  • Sensornetzwerk im Co-Bonding–Verfahren vollständig in die Feder integriert

saristu - Strukturüberwachung

SARISTU - Strukturüberwachung einer maßstabsgetreuen Tür- Umgebungsstruktur

SARISTUStrukturüberwachung einer maßstabsgetreuen Türumgebungsstruktur eines Zivilflugzeugs (SARISTU: EU project, Grant agreement ID: 284562)

Hier gelangen zur Seite von Cordis der Europäischen Union: …weitere Informationen.

Remote Detect bei Offshore Windanlagen

Remote Detect bei Offshore Windanlagen

Automatische Überwachung der Unterwasserschweißnähte von Offshore-Windkraftanlagen mithilfe eines Tauchroboters ROV
(RemoteDetect: BMWi – FKZ 03SX433A)

Hier gelangen zu seinem Video der Seite vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz: …zum Video

Automatische Überwachung von Unterwasserschweißnähten mit einem ROV

Mit der Sensormanschette CoMoBelt® wurde im RemoteDetect Projekt ein Messsystem entwickelt, das dauerhaft an der Gründungsstruktur von Offshore-Windkraftanlagen installiert wird und deren Integrität überwachen kann. Das reduziert kontinuierlich den Bedarf an kostenintensiven Vor-Ort-Einsätzen und senkt damit die Wartungskosten. Ähnlich wie ein Ring wird der Sensorkragen direkt und dauerhaft an stark belasteten Bereichen der Fundamentstruktur, wie z. B. Schweißnähten, angebracht. Dadurch wird der Einfluss von externem Biomaterialbewuchs auf die Messungen minimiert und die anstrengende und zeitaufwändige manuelle Reinigung der Messstellen durch Taucher entfällt.

Besonderheiten:

  • Scherwellenwandler, SH0-Wellen, Unempfindlichkeit ggü. Bewuchs auf Oberfläche

  • Flachleiterintegration

 

FaWaSiS - Sensornetzwerk

FaWaSiS

Sensornetzwerk zur aktiven Strukturüberwachung der Seitenschürze eines Triebzugs der Baureihe 612.

Hier gelangen zu seinem Beitrag mit weiteren Informationen: …zum Beitrag

 

Besonderheiten:

  • Großes Sensornetzwerk: Alle Funktionsteile in Polymerkapselung integriert (Mehrere Keramiken, Kabel, …)

  • Militärstecker als zentraler Anschluss der Piezos

Kamos - Kombinierte Strukturüberwachung

Kamos

Kombinierte akustische und modale Strukturüberwachung (KamoS: BMWi – FKZ 20Q1725E)

Besonderheiten:

  • Elektrodenvlies als Leiterbahn

  • Zentraler Anschluss der Sensoren über integrierte Platine

Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Forschungs- und Entwicklungsprojekte

Technologische Kompetenz rund um den Leichtbau ist das Fundament der Qualität der INVENT GmbH. Deshalb setzen wir bereits seit der Gründung im Jahr 1996 auf intensive Forschung und Entwicklung, um in allen Geschäftsfeldern mittels Weiterentwicklung neuer Technologien zukunftsfähig zu bleiben. Dabei arbeiten wir eng mit Forschungsinstituten, Hochschulen und Entwicklungsabteilungen renommierter Unternehmen zusammen und treiben so den industriellen Leichtbau in immer neue Einsatzbereiche.

Schwerpunkte sind sowohl aktuelle als auch zukunftsträchtige Themen im Bereich Funktionswerkstoffe, Prozess- und Anlagenentwicklung, innovativer Sensoren und Aktuatoren, Funktionsintegration und natürlich neuartige, bisher nie realisierte Bauteile. Neue Technologien werden kommerziell nutzbar gemacht und öffnen den Potenzialen des Leichtbaus beste Perspektiven in allen Geschäftsfeldern der INVENT GmbH.

Von der Luft- und Raumfahrt bis hin zu Automobil- und Schienenanwendungen sowie Anlagenkomponenten – wir stellen unsere Expertise bei der Initiierung, Planung und Durchführung föderaler, nationaler und EU-weiter Verbundvorhaben mit eigenem Kompetenzteam unter Beweis.

Förderprojekte national:

  • BMWK
  • BMBF

 

EU-Programme:

  • FP7
  • H2020
  • JU Clean Sky 2
nachhaltiger leichbau
ANDERE BRANCHEN
Luftfahrt
Raumfahrt

KONTAKT

Tjark Sonnemann

Tel. +49 531 24466-285
tjark.sonnemann@invent-gmbh.de