Smart Wing

Motivation

© Fraunhofer IFAM

Trend:

Steigender Bedarf an Carbonfaser- und Glasfaser-verstärkten Kunststoffen, Bauteilüberwachung (structural health monitoring) der Selbigen

Herausforderung:

Integration von Smart Systems in Verbundwerkstoffe für den Leichtbau

Ziel:

Differenzierung und Effizienzsteigerung der Produktion mittels Einsatz von Druck- und Laserfahren zur Reduktion der benötigten Sicherheitszuschläge am Beispiel gedruckter Stress- und Temperatur-Sensoren sowie Signalleitungen eines Flügels  

Ergebnisse Smart Wing

Gedruckte Leiterbahnen integriert in faserverstärkte Polymere

 

Anwendung digital gedruckter Leiterbahnen auf Textilgewebe und Integration in faserverstärkten Polymeren durch Vakuum-Infusionsverfahren

Eigenschaften der gedruckten Leiterbahnen: reproduzierbarerer Widerstand ±2%, keine Veränderung des Widerstandes während Verbiegung

 

Keine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften der Bauteile mit integrierten gedruckten Leiterbahnen

 

 

Gedruckter Deformationssensor integriert in faserverstärkten Polymeren

 

Entwicklung eines gedruckten, passiven Deformationssensors/Antenne zur Stoßerkennung

Der Deformationssensor/Antenne ist in ein glasfaserverstärktes Polymer integriert und kann drahtlos ausgelesen werden

 

 

Entwicklung gedruckter Heizelemente integriert in faserverstärkten Polymeren

 

Entwicklung gedruckter Heizelemente integriert in faserverstärkten Polymeren

Die Heizelemente können eine 2 mm dicke, -15 °C kalte Eisschicht in 6 Minuten schmelzen

Heizleistung von 2,3 W (9 V, 250 mA ~ 0,1 W/cm²)

 


Integration von Festkörper-LEDs, elektrisch kontatkiert durch gedruckte Leiterbahnen

 

Technologieentwicklung zur Integration von Standard LEDs in faserverstärktem Kunststoffmaterial

Kein Hitzestau nach 8 Std. Laufzeit bei 0,03 W (60 % maximale LED Leistung, 3 V, 10 mA)

Keine Beschädigung der LEDs während der Bauteilverarbeitung

 


Integration von Piezo Sensoren in faserverstärkten Polymeren

 

Technologieentwicklung zur Integration und Polarisation von Piezosensoren (PZT) in faserverstärkten Polymeren

Der Aufprall kann über eine Entfernung von 30 cm von den PZT Sensoren erkannt werden (bei 0,5 Ns!)

Die Laufzeitunterschiede der Kompressionsdruckwellen ermöglichen die Lokalisierung des Aufschlags