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Vortrag

In-Line Sensorintegration in thermoplastische Faserverbundstrukturen mittels neuartiger Orbitalwickeltechnologie

Donnerstag (06.07.2017)
15:40 - 16:00 Uhr
Bestandteil von:


Derzeit besteht ein großer Bedarf an effizienten, ressourcenschonenden und funktionsintegrierenden Fertigungsverfahren. Im Rahmen des Bundesexzellenclusters MERGE an der Technischen Universität Chemnitz werden die Entwicklungen hierfür geeigneter Technologien und die zugehörigen Grundlagenuntersuchungen vorangetrieben. Teil dieses Projektes ist die kontinuierliche Orbitalwickeltechnologie, welche das Ziel der großserientauglichen Verarbeitung von speziellen faserverstärkten thermoplastischen Halbzeugen besitzt. Bei diesem Verfahren handelt es sich um ein invertiertes Wickelverfahren, sodass während der Fertigung der Wickelkern ausschließlich eine Vorschubbewegung ausführt. Damit kann auch eine Synchronisation zu vor- und nachgelagerten Prozessen realisiert werden.

Durch die modulare Struktur des Anlagenkonzeptes ist es möglich während der Fertigung, ohne Unterbrechung des Verarbeitungsprozesses, die Integration von Sensorik vorzunehmen. Dazu wird ein textiles Trägerband mit integrierten elektrisch leitfähigen Fasern zugeführt. Auf diesem sind verschiedene Silizium-Sensoren, wie z. B. Beschleunigungs-, Druck-, oder Stress-Sensoren mikrospritzgusstechnisch appliziert. Dabei kommt ein sog. Interposer als Adapter zwischen den Mikrostrukturen der Sensorik und den Mesostrukturen des Textils zum Einsatz. Ziel ist hierbei auch die Sensorik im Hinblick auf die Widerstandsfähigkeit gegenüber den Prozessbedingungen zu untersuchen.

Hierfür werden im Rahmen des Artikels Grundlagenuntersuchungen zur kontinuierlichen Verarbeitung von Thermoplasthalbzeugen vorgestellt und die dazwischen liegende Sensorintegration gezeigt. Es ist beabsichtigt in ersten Versuchen die Anbindungseigenschaften, mögliche Strukturaufdickungen durch die Sensorik und Veränderungen der mechanischen Eigenschaften zu ermitteln.

Zusammenfassend erfolgen Untersuchungen zur Parameterbestimmung des Anlagensystems sowie die Bestimmung der optimalen Verarbeitungsbedingungen für die Applikation von Zusatzelementen. Hierbei müssen Materialien gefunden werden, die eine geeignete Kapselung zum Schutz der Sensorik zulassen und eine Weiterverarbeitung mit der vorliegenden Technologie ermöglichen.

Sprecher/Referent:
Rainer Wallasch
Technische Universität Chemnitz
Weitere Autoren/Referenten:
  • Ricardo Decker
    Technische Universität Chemnitz
  • Ramon Tirschmann
    Technische Universität Chemnitz
  • Angelika Bauer
    Technische Universität Chemnitz
  • Benjamin Arnold
    Technische Universität Chemnitz
  • Prof. Dr. Jan Mehner
    Technische Universität Chemnitz
  • Prof. Dr. Wolfgang Nendel
    Technische Universität Chemnitz
  • Prof. Dr. Lothar Kroll
    Technische Universität Chemnitz