Forschung, News, Wirtschaft
Schreibe einen Kommentar

Das schlaue Triebwerk denkt mit

ILK-Mitarbeiter Klaudiusz Holeczek testet die aktive Schwingungsdämpfung.Foto: Jürgen Jeibmann / ECEMP, TU Dresden

ILK-Mitarbeiter Klaudiusz Holeczek testet die aktive Schwingungsdämpfung.Foto: Jürgen Jeibmann / ECEMP, TU Dresden

Leichtbauer der TU Dresden weben intelligente Schwingungsdämpfer in Turbinenschaufeln

Dresden, 28. September 2014: „Intelligente“ Werkstoff gelten als eine Schlüsseltechnologie, um Flugzeuge, Autos und andere komplexe Maschinen langlebiger und unfallsicherer zu machen: In diese Leichtbau-Materialien werden Sensoren und mechanische Wandler (Aktuatoren) eingewebt, die gefährliche Schwingungen zum Beispiel von Triebwerks-Schaufeln selbstregulierend ausgleichen. Ein entsprechendes Verfahren, die solche künstlichen „Nerven“ und „Muskeln“ in Kunststofffaser-Verbundwerkstoffe richtig platziert, hat nun ein Team um Professor Werner Hufenbach vom „Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik“ (ILK) der TU Dresden vorgestellt.

Leichte Verbundwerkstoffe immer beliebter – aber kaum Langzeiterfahrungen

Um Sprit zu sparen, verwenden Auto- und Flugzeugbauer wie BMW oder Airbus in zunehmenden Maße leichte Kohlenstoff- oder Kunststofffaser-Verbundwerkstoffe statt Stahl oder Alu. Noch aber gibt es erst wenig Erfahrungen, wie diese noch jungen Werkstoffe auf die mechanischen Langzeit-Belastungen eines ganzen Flugzeug- oder Fahrzeuglebens reagieren – bisher haben sie sich erst in künstlichen Alterungs-Tests und im Sonderfall „Rennsport“ bewährt.

Sensoren und Aktuatoren versorgen sich selbst mit Strom

Daher verfolgen viele Forscher und Ingenieure seit einiger Zeit die Idee, intelligente Werkstoffe mit Sensoren zu spicken, die Mikrobrüche und sich aufbauende Schwingungen beizeiten selbstständig melden. Besonders effektiv wären solche Werkstoffe, wenn diese Sensoren auch mit einlaminierten mechanischen Wandlern gekoppelt wären, die solche Schwingungen automatisch ausgleichen. All diese Elemente müssten aber wartungsfrei und selbstversorgend beispielsweise in Tragflächen oder Turbinenschaufeln fest eingebaut werden können und ihren Strombedarf etwa aus der Umwandlung von Schwingungen in elektrische Energie selbst decken können.

Zwei Dresdner Cluster arbeiten an intelligenten Werkstoffen

Prototyp eines von "Cool Silicon" entwickelten Flugzeugflügel aus leichtem Kohlenfaserstoff, in den selbstversorgende Materialermüdungs-Sensoren einlaminiert wurden. Sie sollen ein ganzes Flugzeugleben lang die Stabilität von Tragflächen überwachen. Abb.: FHG

Prototyp eines von „Cool Silicon“ entwickelten Flugzeugflügel aus leichtem Kohlenfaserstoff, in den selbstversorgende Materialermüdungs-Sensoren einlaminiert wurden. Abb.: FHG

In Dresden gibt es auf diesem Sektor zwei größere Forschungsverbünde: Einerseits tüfteln an solchen Konzepte Forscher des von Land und Bund geförderten – aber demnächst auslaufenden – Mikroelektronik-Spitzenclusters „Cool Silicon“, zum anderen die Kooperationspartner sächsischen Spitzentechnologiecluster „European Centre for Emerging Materials and Processes Dresden“ (ECEMP), das von der EU und vom Freistaat Sachsen kofinanziert wird. Im ECEMP arbeiten 40 Professuren der TU Dresden, der HTW Dresden sowie der Bergakademie Freiberg nicht nur an intelligenten Werkstoffen, sondern auch an neuartigen Verbindungen aus Stahl, Aluminium, Magnesium, Titan, Keramik und anderen anorganischen und organischen Stoffen. Autor: Heiko Weckbrodt

English Summary:

Researchers of the Technical University Dresden (Germany) found a technology to place sensors and actators in intelligent composite materials. This materials could dampen vibrations in engines automatically.

Zum Weiterlesen:

„Cool Silicon“ forscht an selbststabilisierenden Flugzeug-Tragflächen

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.