Adaptronik

Fraunhofer-Allianz Adaptronik

Was ist Adaptronik?

Die ständig steigenden Anforderungen an moderne Struktursysteme führen dazu, dass heute zunehmend konventionelle, passive, aber auch aktive, mechatronische Ansätze die Grenzen des technisch und wirtschaftlich Machbaren erreichen. Die adaptive Strukturtechnologie, kurz Adaptronik genannt, ist eine innovative, neue Querschnittstechnologie für die Optimierung von Struktursystemen.

Sie basiert auf einer Funktionsintegration durch die Kombination konventioneller Strukturen mit aktiven Werkstoffsystemen, die die klassischen lasttragenden und formdefinierenden Strukturfunktionen um sensorische und aktuatorische Funktionalität erweitern. In Verbindung mit geeigneten adaptiven Reglersystemen können sich adaptive Struktursysteme an die jeweilige Betriebsumgebung optimal selbst anpassen.

Durch den Einsatz der Adaptronik können moderne Strukturen sowohl leicht und kompakt als auch gleichzeitig vibrations- und lärmarm und/oder formstabil sowie mit strukturintegriertem Überwachungspotential ausgeführt werden. Dies führt zur Schonung von Rohstoffen, zu einer geringeren Umweltbelastung in Bezug auf Lärm und Emissionen, zu geringeren System- und Betriebskosten und einer höheren Funktionalität und Leistungsfähigkeit von Systemen.

Im Unterschied zur Mechatronik, die meist durch das Hinzufügen von Komponenten die Funktionalität des bestehenden Struktursystems bezüglich eines Auslegungspunktes erweitert, verfolgt die Adaptronik zwei Kernziele:

Adaptronik ermöglicht erstens den kontinuierlichen Eingriff in die strukturmechanische und zumeist strukturdynamische Charakteristik des Gesamtsystems.

Sie zielt zweitens auf die Optimierung des Struktursystems durch masse- und bauraumsparendes Ersetzen von Strukturteilen durch adaptronische, multifunktionale (sensorisch-aktuatorisch wirksame) Elemente.

Adaptronische Lösungen sind also gekennzeichnet durch eine Funktionsintegration und ein besonderes Maß an Funktionsverdichtung, d. h. durch eine strukturkonforme Integration der sensorisch-aktuatorischen Eigenschaften bzw. Komponenten und einen aktiven Systemeingriff bei gleichzeitiger Übernahme mechanisch lasttragender Eigenschaften in die Gesamtstruktur. Sie erweitern die Strukturcharakteristika grundlegend und erlauben die Bekämpfung von Strukturstörungen an deren Quelle, in den Übertragungswegen und/oder in sensiblen Bereichen des Systems. Insgesamt kann Adaptronik als konsequente Folgetechnologie der Mechatronik verstanden werden, die ihre Bedeutung jedoch nicht verliert.

Ziel der Adaptronik ist es, Strukturen zu beeinflussen. Sie stellt dem Anwender eine neue Technologie zur Optimierung seiner Produkte zur Verfügung. Das Hauptaugenmerk der Adaptronik liegt insbesondere auf der Schwingungsreduktion, der Lärmminderung und der strukturintegrierten Schadensüberwachung. Ebenso von Bedeutung sind die Formkontrolle und die Feinpositionierung. Daneben können aus den Teilkompetenzen weitere Anwendungsmöglichkeiten abgeleitet werden.