Teilprojekt B3

Ziel dieses Teilprojektes ist die Integration piezokeramischer Sensor-Aktor-Module in metallische Bauteile in einem Druckgießprozess. Die wesentliche Herausforderung hierbei besteht in der Beherrschung der thermomechanischen Beanspruchung der Module im Zuge der Formfüllung und bei der Abkühlung. Im Projekt sollen sowohl durch experimentelle als auch numerische Arbeiten die verfahrenstechnischen Grundlagen für einen robusten, serientauglichen Integrationsprozess erarbeitet werden.
Den Lösungsweg für die schädigungsfreie Integration stellt im vorliegenden Projekt die Ummantelung der einzugießenden Module mit einer von der Schmelze leicht durchdringbaren Stützstruktur dar. Hierbei soll die homogene Stützwirkung der Struktur die auf den Modul wirkenden lokalen Kräfte minimieren. Mit diesem Lösungsweg kann eine vollständige Integration der Module in dünnwandige Bauteile realisiert werden, wobei die Funktionalität – sowohl sensorisch als auch aktorisch – erhalten bleibt.
Mit Hilfe von FE Simulationen sollen Prozessstrategien entwickelt werden, welche die bei der Abkühlung entstehenden Spannungen hinsichtlich Versagen und späterer Funktionalität optimieren.