26.07.2017

Textilbasierte Sensorik zur Zustandsüberwachung von Faserverbundstrukturen

Ein Mitarbeiter des Instituts für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden blickt auf eine laufende Wickelmaschine. — Im Wickelverfahren gefertigte Demonstratorstruktur für Faserverbundbauteile mit integrierter textilbasierter Sensorik, Foto: Steffen Weigelt

Ein Forscherteam um Prof. Niels Modler und Dipl.-Ing. Oliver Weißenborn entwickelt in Zusammenarbeit mit dem Institut für Textilmaschinen und textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM) sowie dem Institut für Aufbau und Verbindungstechnik der Elektronik (IAVT) eine textilbasierte Strukturüberwachung für hochbelastbare Faserverbund-Bauteile. Dabei nutzen die Forscher die elektrische Leitfähigkeit von Kohlenstofffasern, um den elektrischen Widerstand der Fasern zu messen, der direkt von der Beanspruchung der Verstärkungsstruktur abhängt. Somit lassen sich mit der entwickelten Sensorik Beanspruchungszustände lokal qualifizieren und Überanspruchungen identifizieren. Die so gewonnenen Informationen sollen zukünftig in die beanspruchungsgerechte Gestaltung von Faserverbundstrukturen unter Berücksichtigung von Alterung, Überbelastung oder der Beanspruchungshistorie einfließen, um heute übliche Überdimensionierungen aufgrund fehlender Informationen auszuschließen. Besondere Herausforderungen bei der Fertigung der zu überwachenden Bauteile entstehen durch die Notwendigkeit einer schädigungsfreien Integration und robusten Kontaktierung der textilbasierten Sensorik. Hierzu werden anhand ausgewählter Demonstratorkomponenten entsprechende Konzepte erprobt.