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TRR 39:  Großserienfähige Produktionstechnologien für leichtmetall- und faserverbundbasierte Komponenten mit integrierten Piezosensoren und -aktoren (PT-PIESA)

Fachliche Zuordnung Maschinenbau und Produktionstechnik
Informatik, System- und Elektrotechnik
Materialwissenschaft und Werkstofftechnik
Förderung Förderung von 2006 bis 2018
Projektkennung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 21440441
 
Forschungsziel des Sonderforschungsbereichs/Transregio ist die Entwicklung von Produktionstechnologien für aktive Strukturbauteile. Diese zeichnen sich durch die direkte stoffliche Integration von Sensor-Aktor-Materialien in einen Leichtbaukonstruktionswerkstoff aus.
Die bisher getrennten Prozessketten der Bauteilfertigung und der Fertigung applizierbarer sensorisch oder aktorisch wirksamer Module sollen fusionieren. Die stoffliche Integration des Wandlerwerkstoffs Piezokeramik erfolgt direkt im Prozess der Bauteilfertigung. Es entstehen serienfähige Produktionstechnologien für aktive Strukturbauteile als wesentliche Voraussetzung für die Einführung adaptronischer Komponenten in die industrielle Anwendung.
Adaptronische Komponenten nutzen die integrierten Sensoren und Aktoren in Verbindung mit angepasster Ansteuer- und Regelungselektronik zum selbstständigen Anpassen ihrer strukturdynamischen Eigenschaften an die Veränderungen der auf sie wirkenden Belastungen.
Auf diese Weise kann der permanente Auslegungskonflikt in mechanischen Strukturen zwischen Geometrie und Belastung auf der einen und niedrigem Gewicht und hoher Strukturdämpfung auf der anderen Seite in solchen Größenordnungen vermindert werden, die allein mit strukturellem und stofflichem Leichtbau nicht erreichbar sind. Das Problem flächiger Leichtbaustrukturen liegt heute insbesondere in der Anfälligkeit für Strukturschwingungen und der mit der reduzierten Flächenmasse verbundenen hohen Schallabstrahlung. Im Maschinenbau reduzieren die Strukturschwingungen über die Minderung der Bearbeitungsqualität die erreichbare Dynamik und somit die Produktivität, schwingende Fahrzeugkomponenten verringern den Komfort, passive Zusatzmaßnahmen erhöhen den Kraftstoffverbrauch. Hohe Lärmbelastung durch erhöhte Schallabstrahlung ist ein generelles Umweltproblem mit wachsender Bedeutung.
Der Nutzen und das sehr hohe Anwendungspotenzial der Adaptronik ist unbestritten. Die technische Machbarkeit des Systemansatzes ist in nationalen und internationalen Forschungsvorhaben vielfach nachgewiesen. Die Umsetzung in Produkte scheitert vor allem an fehlenden Produktionstechnologien mit dem Potenzial einer Serienfertigung. Diese Fragestellung mit hohem Innovationspotenzial ist Forschungsgegenstand dieses Sonderforschungsbereichs/Transregio.
DFG-Verfahren Transregios

Abgeschlossene Projekte

Antragstellende Institution Technische Universität Chemnitz
 
 

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