Волокно-пластиковые композиты (FKV) характеризуются малым весом, высокой стабильностью и простотой обработки и уже используются в таких отраслях, как авиация или машиностроение. Однако повреждение армированных волокном пластиков не всегда сразу видно. Это создает риски, особенно в области мобильности.
Распознать ущерб до полного отказа
Новая технология, которая была разработана в рамках совместного проекта в Хемницком политехническом университете, в настоящее время обеспечивает решение проблемы. Ученые из Института легких конструкционных конструкций и федерального кластера передовых технологий Merge совместно с партнерами устанавливают цепочку процессов, которая позволяет гибко встраивать так называемые «интеллектуальные датчики» уже во время фактического производства компонентов. В сочетании с соответствующим блоком оценки датчики обеспечивают распознавание повреждения компонента даже до того, как он полностью выйдет из строя.
Картинная галерея
Нагрузка и обнаружение повреждений для электронного велосипеда
Исследователи представили функциональность этой технологии с помощью демонстратора с верхом велосипедной трубки на выставке Hannover Messe 2019. Верхняя труба соединяет седло и руль так называемого pedelec, версии электрического велосипеда. Это также важный компонент при обнаружении нагрузки и повреждений - будь то регулярное техническое обслуживание или после падения.
«Эта дополнительная функция датчика особенно перспективна в области электромобильности», - объясняет Торстен Фогель, научный сотрудник Института легких конструкционных конструкций при Хемницком технологическом университете. Он объясняет: «Эксперты видят наибольший потенциал для разработки встроенных датчиков в двухколесной мобильности, потому что велосипед по-прежнему является наиболее подходящим транспортным средством с точки зрения защиты окружающей среды и энергоэффективности. Как электронный велосипед, он идеально подходит для городского и городского движения. Там он предоставляет возможность нулевого выброса для перевозки людей и в настоящее время испытывает соответственно большой рост рынка ».
Встреча пользователей облегченной конструкции 2017
Правильный дизайн волоконно-композитных компонентов
Сократить усилия по обслуживанию и мониторингу состояния
Транспортные средства крупных компаний или городов, в частности, являются, согласно анализу, быстро расширяющейся, многообещающей областью мобильности двухколесных транспортных средств. Поэтому для поддержания усилий по техническому обслуживанию и мониторингу состояния колес на минимальном уровне оптимальным решением является интегрированная система датчиков с автоматическим мониторингом. Использование этой системы в других конструкциях с преобладающей нагрузкой, например в автомобилях, также возможно в будущем.
Ранее отдельные производственные этапы сливаются в материалоэффективное целое
«Ключевым направлением исследовательского проекта была экономическая эффективность производства - фактор, который может быть гарантирован участниками благодаря развитию непрерывной цепочки процессов», - объясняет Фогель. Для этого они объединили отдельные производственные этапы в единое экономичное по времени и материалу: новый процесс начинается с соединения исходного материала, состоящего из нескольких термопластичных слоев FKV, и его термического формования. Затем лазер выставляет небольшой карман для датчика в полученном компоненте. Датчик в виде тензодатчика (DMS) затем вставляется в автоматизированный процесс. Он может преобразовывать механические величины в измеримое изменение электрического сопротивления и, таким образом, отображать соответствующие нагрузки. Производство компонентов завершается путем повторного запечатывания кармана датчика и добавления усиливающих структур для стабилизации верхней трубы с использованием процесса литья под давлением. Затем интеллектуальный датчик ускорения для определения ударного ускорения применяется к демонстратору функции.
Совет: встреча пользователей облегченной конструкции. Встреча пользователей легкой конструкции дает ответы на все важные вопросы об облегченной конструкции. На увлекательных лекциях и практических форумах участники узнают самые важные вещи о концепции, структуре, материале и производстве легких конструкций.
Дополнительная информация: встреча пользователей для облегченной конструкции
Партнеры по сотрудничеству из региона поддерживают проект
«Благодаря многообещающим целям в области безопасности и эффективности, а также перспективе широкого внедрения новой технологии, мы смогли привлечь многочисленных региональных партнеров по сотрудничеству для исследовательского проекта - дополнительного преимущества для Саксонии как места производства и разработки», - говорит он. Птица гордится. Партнерами являются Hugo Stiehl GmbH, которая специализируется на переработке пластмасс; Nordmetall GmbH, инженерное бюро, которое в основном занимается определением значений характеристик для численного моделирования (например, моделирование формирования и разрушения); AMAC ASIC и микросенсорное приложение Chemnitz GmbH, которое разрабатывает различные датчики и комплектные системные решения на их основе; компания EKF Automation GmbH, которая работает в области автоматизации,Робототехника и специальное машиностроение, а также Фраунгоферовский институт материаловедения и лучевой технологии (IWS), который проводит прикладные исследования и разработки в области лазерных и поверхностных технологий. Финансирование проекта было предоставлено Sächsische Aufbaubank - Förderbank - (SAB) и Европейским фондом регионального развития (ERDF).
СОВЕТ КНИГИ Книга «Промышленные датчики» описывает разработку и практическое применение наиболее важных датчиков. Благодаря прикладному анализу ошибок измерительных систем, датчиков и сенсорных систем, каждый из которых дополняется множеством подробных, полностью рассчитанных примеров применения, книга подходит не только для студентов, но и для инженеров и техников из различных дисциплин.
Пластиковые датчики, изготовленные с использованием процесса микро-литья под давлением
Ученые из федерального кластера передовых технологий Merge и Института легких конструкций исследуют сложные легкие конструкции, которые не только объединяют различные материалы, но и интегрируют микроэлектронику, такую как датчики или исполнительные механизмы, непосредственно в конструктивные элементы. В частности, разработка производственных процессов, необходимых для этого, является неотъемлемой частью ее исследовательской работы. Например, впервые им удалось разработать технологию, которая позволяет изготавливать пластиковые датчики размером всего несколько миллиметров с использованием так называемого процесса микроинжекционного формования. Их прямая интеграция в полуфабрикаты на основе пластика обеспечивает преимущество совместимости материалов, что означает, что соединение материала в компоненте, например, Б. по сравнению с металлопластиковыми комбинациями.