Arbeitsprogramm
Die im SFB/TR zu entwickelnden Prozessketten der Serienfertigung beinhalten die Bereitstellung integrierbarer piezokeramischer und Verbundhalbzeuge, die Serientechnologien für Isolation und Kontaktierung sowie die Erforschung und Gestaltung von Prozessfenstern der Fertigungstechnologien Druckguss, Blechumformung und Faserverbund zur Bauteilfertigung. Zur Sicherung der Sensor-Aktor-Funktion werden Grundlagenuntersuchungen zur Auslegung des Materialverbundes hinsichtlich der elektromechanischen Interaktion von Piezokeramik und Konstruktionswerkstoff durchgeführt, die die Wechselwirkung zwischen der mechanisch-geometrischen Auslegung mit der elektromechanischen Funktion und dem Fertigungsprozess klären sollen.
Um die Integration der Piezoelemente im Sinne einer Gesamtprozesskette serienfähig, d.h. spezifisch für die Fertigungstechnologie und nicht speziell angepasst für ein Einzelbauteil, zu erweitern, muss die Technologie so gestaltet werden, dass die Piezoelemente im Bauteil multifunktional, sowohl als Sensor, Aktor oder Generator oder in Kombination dieser Funktionen eingesetzt werden können. Dies ermöglicht es, mit Bauteilen aus den damit entstehenden Multi-Adaptiven-Werkstoffverbunden z.B. eine Kombination von Schwingungsberuhigung und Bauteilüberwachung zu erreichen oder die jeweils gewünschte Funktion des Piezoelementes durch externe Ansteuer- und Regelungstechnik auszuwählen.
In der Tabelle sind die gestellten Aufgaben bis zur Bereitstellung der Serientechnologien für die ersten beiden und eine mögliche dritte Phase des SFB/TR 39 zusammengefasst (gelb markiert die aktuelle Förderperiode):
Um die Integration der Piezoelemente im Sinne einer Gesamtprozesskette serienfähig, d.h. spezifisch für die Fertigungstechnologie und nicht speziell angepasst für ein Einzelbauteil, zu erweitern, muss die Technologie so gestaltet werden, dass die Piezoelemente im Bauteil multifunktional, sowohl als Sensor, Aktor oder Generator oder in Kombination dieser Funktionen eingesetzt werden können. Dies ermöglicht es, mit Bauteilen aus den damit entstehenden Multi-Adaptiven-Werkstoffverbunden z.B. eine Kombination von Schwingungsberuhigung und Bauteilüberwachung zu erreichen oder die jeweils gewünschte Funktion des Piezoelementes durch externe Ansteuer- und Regelungstechnik auszuwählen.
In der Tabelle sind die gestellten Aufgaben bis zur Bereitstellung der Serientechnologien für die ersten beiden und eine mögliche dritte Phase des SFB/TR 39 zusammengefasst (gelb markiert die aktuelle Förderperiode):
| Arbeitsebene des SFB/TR | Phase 1 Grundlagen Jahr 1-4 |
Phase 2 Entwicklung Jahr 5-8 |
Phase 3 Serientechnologien Jahr 9-12 |
|---|---|---|---|
| Technologien für Sensor-Aktor-Module und -halbzeuge | Adaptive Werkstoffverbunde mit Piezosensoren und -aktoren | Adaptive Werkstoffverbunde mit Mehrfachfunktion – Fertigungsverfahren zur Erschließung von Koppeleffekten | Adaptives Werkstoffsystem Hybridtechnologien zur Elektronikintegration |
| Fertigungstechnologien für Bauteile | Grundlagen der Herstellung und Formgebung des aktiven Werkstoffverbundes | Technologien zur Bauteilfertigung mit definierter Funktionalität | Technologien zur Bauteilfertigung mit definierter Multifunktionalität |
| Design, Charakterisierung und Test | Auslegungskriterien und Simulationswerkzeuge für Werkstoffverbund und Technologie Prüfverfahren für den Werkstoffverbund |
Simulationswerkzeuge zur funktionsorientierten Bauteilauslegung Prüfverfahren zur Bauteilprüfung |
Werkzeuge zur Bewertung von der Prozesssicherheit und Zuverlässigkeit |
| Demonstration der Ergebnisse | Herstellbarkeit des Verbundes und Formgebung zu Basisstrukturen, z.B. doppelt gekrümmte Platte Test der integrierten Sensoren und Aktoren |
Herstellung von realen Strukturbauteilen Definierter Betrieb der Sensoren- und Aktoren |
Herstellung eines aktiven Strukturbauteiles mit Serienanforderungen Autonomer Betrieb des aktiven Strukturbauteils |
