Fraunhofer Geschäftsbereich Adaptronik
Die zunehmende Nutzung von modifizierten (hier naturfaserverstärkten) Kunststoffen verursacht einen erhöhten Verschleiß an den Werkzeugen im Spritzguss. Zusätzlich sollte der Prozess mit den neuartigen Kompositmaterialien anhand von multisensorischen Schichtsystemen mit piezoresistiver und thermoresistiver Sensorik untersucht werden. mehr info
Am Fraunhofer IST wurde ein piezoresistives Dünnschichtsystem zur Kraftmessung entwickelt, das direkt auf dem komplex geformten sogenannten Königszapfen zwischen Sattelzugmaschine und Anhänger abgeschieden wird. Das Zusammenspiel der Komponenten Kraftmesssensorik, elektrisches Antriebsmodul, Traktionsbatterie und Batteriemanagementsystem wird durch intelligente Regelalgorithmen sichergestellt. mehr info
Intelligente Technologien stellen in der Fertigung entscheidende Wettbewerbsvorteile dar. Hochleistungsfähige Mikroelektronik in Kombination mit Sensorik und eingebetteter Software sammelt und verarbeitet Prozessdaten in Industrieanlagen. Das ermöglicht bereits jetzt eine umfassende Digitalisierung von Produktionsprozessen und Betriebsabläufen in der Industrie 4.0. mehr info
Der Markt für mobile Endgeräte, wie Smartphones, Tablets oder auch Hearables, ist seit Jahren durch ein starkes Wachstum geprägt. Dank der MEMS-Technologie (Mikro-Elektro-Mechanische Systeme) können viele der notwendigen Komponenten miniaturisiert und als kostengünstige Massenware produziert werden. mehr info
Das Fraunhofer IDMT am Standort Ilmenau entwickelt Verfahren, um die Qualität von Produkten und Prozessen mit Sensoren und KI-basierter Signalanalyse anhand akustischer Eigenschaften zu beurteilen. Die Idee: Schallabstrahlung, sowohl im hörbaren Frequenzbereich, im Ultraschall-, als auch im Körperschallbereich kann durch geeignete Signalverarbeitung und durch Anwendung von Maschinellen Lernverfahren analysiert und klassifiziert werden. mehr info
Für ein besseres Verständnis von Werkzeugverschleißprozessen in der Halbwarmumformung müssen die realen Temperaturverteilungen auf der Werkzeugoberfläche während des Umformprozesses erfasst werden. Um diese zu ermitteln, wird am Fraunhofer IST ein Schmiedegesenk mit einem thermoresistiven und zugleich verschleißbeständigen Dünnschichtsystem beschichtet, das in direktem Kontakt mit dem glühenden Stahlrohling die Temperaturverteilung in der Form misst.
Die Integration von Piezomodulen in einen Metall-Verbundaufbau in Kombination mit einer anschließenden Umformung bietet das Potential, komplexe, dreidimensional gekrümmte Bauteile zu fertigen, die eine strukturintegrierte Sensor- und Aktorfunktionalität besitzen. Strukturbauteile, die als Piezo-Metall-Verbund ausgeführt sind, können aufgrund ihrer integrierten Aktorik aktiv die Körperschallübertragung in einer Struktur verringern.
Die Funktion dieses Demonstrators zielt im Gegensatz zur dynamischen Formkontrolle auf ein zweites wesentliches Element des Einsatzes verteilter Aktorik in Werkzeugmaschinen: der Entkopplung schwingender Baugruppen.
Die Adaptronik beschäftigt sich mit der Entwicklung funktionsverdichteter Systeme. Die Funktionselemente, wie z. B. Aktoren, werden dabei innerhalb des Kraftflusses angeordnet und übernehmen somit auch tragende Funktionen. Dies bedingt eine strukturkonforme und lastgerechte Integration der jeweiligen Aktorelemente.
Im Rahmen der Produktentwicklung im NVH-Bereich gilt die Prüfung und Charakterisierung von Materialien und Bauteilen als essentieller Bestandteil. Zu diesem Zweck ist eine zuverlässige experimentelle Kennwertermittlung erforderlich, um eine Beurteilung der Bauteileigenschaften sowie deren Auslegung hinsichtlich der gewünschten Systemcharakterisitik zu gewährleisten.
Die experimentelle Systemanalyse ist ein wichtiger Bestandteil im Bereich der Entwicklung technischer Systeme und trägt zur Effizienzsteigerung der Produkte bei. Um technische Lösungen in der modernen Entwicklung dahingehend zu konstruieren und zu optimieren, dass Vibrationen und Lärmemission gemindert werden, ist ein entsprechend detailliertes Systemverständnis der Strukturdynamik sowie der Schallabstrahlung essentiell.
Durch den anhaltenden Trend zum Leichtbau bei gleichzeitig steigenden Anforderungen an das Komfort- und Betriebsverhalten technischer Systeme werden immer häufiger aktive Maßnahmen im Bereich der Lärm- und Schwingungsreduktion erforderlich. In diesem Zusammenhang sind insbesondere piezoelektrische Aktorsysteme von großer Bedeutung.
Ein System zum Energy Harvesting auf Basis von Piezowerkstoffen besteht aus folgenden Komponenten: Schwingende mechanische Struktur, applizierter Piezowandler, Elektronik zur Weiterverarbeitung der elektrischen Energie, elektrischer Speicher, Verbraucher.
In Anwendungen, in denen unter komplexen Umgebungsbedingungen Drücke gemessen werden müssen, sind Drucksensoren mit entsprechenden Eigenschaften erforderlich. Beispiele sind adaptronische Hochtemperatur-Anwendungen wie Turbinenschaufeln oder Glühkerzen mit integrierter Drucksensorik in der Automobiltechnik.
Zuverlässigkeitsuntersuchungen an elektronischen Komponenten bis hin zu gesamten Anlagen unter (uniaxialer) mechanischer Schwingbelastung mit betriebstypischen, konstanten oder variablen Amplituden und überlagerten thermischen Lasten.
Analyse elektrischer Kenngrößen von Batterien unter (uni-axialer) mechanischer Schwingbelastung mit betriebstypischen, konstanten oder variablen Amplituden.
Im Projekt HyMoFlex hat das Fraunhofer LBF zusammen mit den Firmen Anfotec und BWA-Werkzeugbau ein hybrides Mikroproduktionssystem entwickelt, das Piezotechnik und Linearmotortechnik in neuer Form einzigartig kombiniert.
Fraunhofer-Gesellschaft