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21.07.2014 | Automobil + Motoren | Nachricht | Onlineartikel

Forschungsprojekt zu Sensortechnik in Faserverbundkunststoffen

Autor:
Katrin Pudenz

In dem Projekt Isafan entwickeln Forscher faserverstärkte Bauteile mit eingebauten Sensoren. Diese liefern Informationen über den Zustand der Werkstücke. Zeitgleich werden in dem Projekt statistische Methoden erarbeitet, die Schadensentwicklungen oder das Versagen von Teilen vorhersagen.

Wissenschaftler aus Köln arbeiten an der Optimierung von Faserverbundkunststoffen, wie sie etwa in der Automobilindustrie oder auch für den Bau von Windrädern oder Flugzeugen eingesetzt werden. Ein interdisziplinäres Wissenschaftlerteam aus vier Instituten der Fachhochschule Köln befasst sich im Rahmen des Forschungsprojekts Isafan (Intelligente Schadensvorhersage an Faserverbundkunststoff - Bauteilen in industriellen Anwendungen) mit der Entwicklung faserverstärkter Bauteile mit eingebauten Sensoren. Diese sollen permanent Informationen über den Zustand der Werkstückeliefern. Zeitgleich werden in dem Projekt statistische Methoden erarbeitet, die Schadensentwicklungen oder das Versagen von Teilen vorhersagen. Wartungen oder der Austausch von Komponenten können so effizient geplant werden. Isafan wird durch das Landesprogramm "FH Struktur" mit 240.000 Euro gefördert und voraussichtlich bis Ende des Jahres 2017 laufen.

Sensorik, Statistik, Werkstoff und Anwendung

"Bei Isafan arbeiten Experten aus den Bereichen Sensorik, Statistik, Werkstoff und Anwendung zusammen", erläutert Professor Dr. Jochen Blaurock vom Institut für Produktentwicklung, Produktion und Qualität der Hochschule und Sprecher des Forschungsprojektes. Gemeinsam mit Professor Dr. Simone Lake, Lehrgebiet Kunststofftechnik und Produktentwicklung der Fakultät für Informatik und Ingenieurwissenschaften, bearbeitet Blaurock bei Isafan die Bereiche Anwendung, Werkstoffe und Analyse von Materialversagen.

Professor Dr. Michael Bongards vom Institut für Automation & Industrial IT wird die Sensor- und Messtechnik erstellen und die gesammelten Daten zur Auswertung aufbereiten. Professor Dr. Thomas Bartz-Beielstein vom Institut für Informatik entwickelt mathematische Modelle zur Schadensentwicklung und -prognose. Professor Dr. Frank Hermann vom Institut für Fahrzeugtechnik ist Experte auf dem Gebiet der Sensorplatzierung und wird die Erkenntnisse des Forschungsprojekts auf Anwendungen in der Automobilindustrie übertragen.

"Zurzeit befinden wir uns in der ersten Projektphase und definieren die grundlegenden Probleme und Fragestellungen, auf die wir unsere Forschungsanstrengungen konzentrieren. Dafür führen wir etwa Interviews mit potenziellen Anwendern in der Industrie, um den Forschungsbedarf zielgenau zu ermitteln", erläutert Blaurock. Studierende werden frühzeitig über Bachelor- und Masterarbeiten in das Projekt eingebunden. In Kooperation mit beispielsweise den englischen Hochschulen University of Leeds und Cranfield University sollen Promotionen im Forschungsbereich vergeben werden. Die ersten Veröffentlichungen in Fachzeitschriften und eine Ringvorlesung sind für das kommende Jahr geplant.

Anwendungsgebiete

Faserverbundkunststoffe spielen in zahlreichen Industriezweigen bereits eine wichtige Rolle. So sind etwa die Flügel von Windkraftanlagen aus Glasfaserkunststoffen gefertigt. Eine permanente automatische Überwachung der stark belasteten Teile könnte die Betriebszeiten der Anlagen erhöhen und die Anzahl der sehr aufwendigen Wartungen an den schwer zuganglichen Flügeln verringern. Besonders in Offshore-Parks ist die Reduzierung von personalintensiven Inspektionen vor Ort wichtig, da die Anlagen nur sehr schwer zu erreichen sind.

Für die Automobilindustrie ist es von Interesse, nicht sichtbare Schaden in Faserverbundkunststoffen zu erkennen, bevor Bauteile ausfallen. Dies könnte beispielsweise die Zulassung von Vollcarbonräder ermöglichen. Bereits eingesetzt werden Karosserien, die vollständig aus Carbon gefertigt sind.

Isafan wird vom Ministerium für Innovation, Wissenschaft und Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen über das Programm FH Struktur für zwei Jahre mit insgesamt 240.000 Euro gefördert. Die Fachhochschule Köln hat sich verpflichtet, für weitere zwei Jahre eine Finanzierung in gleicher Höhe sicherzustellen.

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