TU Dresden: Sichere Bauteilüberwachung durch textile Sensorik

nach Quelle: Pressemitteilung TU Dresden, "Sichere Bauteilüberwachung dank textiler Sensorik", 15. Februar 2017

Im Forschungsvorhaben Tessy entwickeln Wissenschaftler der TU Dresden textilbasierte Sensornetzwerke, die in hochbelastbare Faser-Kunststoff-Verbunde werkstoffgerecht integriert werden. Es ist üblich durch faserverstärkte Bauteile, wie zum Beispiel Rotorblätter von Windrädern, überdimensional auszulegen. Dadurch sollen fehlende Informationen zur Resttragfähigkeit während der Bauteilnutzung ausgeglichen werden. Konventionelle Methoden zur Strukturüberwachung haben jedoch nur begrenzte Aussagekraft. Das Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik (ITM), das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) und das Institut für Aufbau- und Verbindungstechnik der Elektronik (IAVT) der TU Dresden forscht deshalb im Rahmen des Tessy Forschungsvorhabens an textilbasierten Sensorsystemen auf Basis kontaktierter Kohlenstofffasern. Durch die elektrische Leitfähigkeit der Kohlenstofffasern wird der elektrische Widerstand zur Faser gemessen, der direkt von der Beanspruchung der Verstärkungsstruktur abhängt. Die Herausforderung besteht dabei in der schädigungsfreien Integration der sensorischen Kohlenstofffasern in die textile Verstärkungsstruktur. Die neuartigen Sensorsysteme können sowohl lokale und globale als auch statische und dynamische Beanspruchungszustände und Strukturveränderungen über die gesamte Bauteillebensdauer erfassen. „Die neuartigen Sensoren erlauben die präzise Lokalisierung aller strukturkritischen Veränderungen. So können wir frühzeitig potentielle Schadstellen erkennen und aufwändige Folgereparaturkosten vermeiden. Mit den textilbasierten Sensoren wird langfristig eine Überdimensionierung der CFK-Bauteile aus Sicherheitsgründen überflüssig. Das spart neben Ressourcen auch Energie und senkt die CO2-Emissionen bei der Produktion“, so Prof. Dr.-Ing. habil. Chokri Cherif, Direktor des ITM.