Faserverbundkunststoffe werden beispielsweise beim Bau von Windrädern eingesetzt.

Faserverbundkunststoffe werden beispielsweise beim Bau von Windrädern eingesetzt. Massimo Cavallo / Fotolia.com

Für die Schadenserkennung hat die Forschungsgruppe ISAFAN (Intelligente Schadensvorhersage an Faserverbundkunststoff-Bauteilen in industriellen Anwendungen) am Campus Gummersbach der TH Köln ein Diodengitter entwickelt, das in Verbundbauteile integriert werden kann. „Wir setzen die Leiterbahnen des Gitters reihenweise unter Strom. Liegt ein Schaden vor, sind die Leiterbahnen unterbrochen und das System registriert die Änderung der elektrischen Eigenschaften“, erklärt Projektsprecher Prof. Dr. Jochen Blaurock.

Um Schäden festzustellen, werden Werkstücke aus Faserverbundkunststoff bei der Wartung häufig einer aufwendigen Ultraschallprüfung unterzogen. Mithilfe der Neuentwicklung lassen sich Probleme bereits erkennen, während sie entstehen und Maßnahmen einleiten. Da die Leiterbahnen im Bereich von Millisekunden durchgetaktet werden, wird das Bauteil permanent komplett überwacht. Je enger die Maschen des Gitters angeordnet sind, desto genauer gelingt die Lokalisierung. Geeignet ist die Technologie für beliebig geformte Teile aus Faserverbundkunststoffen (etwa zum Bau von Windrädern und Flugzeugen oder in der Automobilindustrie).

Zurzeit sucht die Forschungsgruppe nach einem geeigneten Material für die Diodengitter. „Neben der Leitfähigkeit ist besonders wichtig, dass das Material eine ähnliche Bruchdehnung hat wie die Faserverbundkunstoffe, in die es eingebaut wird“, sagt Blaurock. Das heißt, der Faserverbundwerkstoff und die Leiterbahnen sollten ähnliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Damit die neue Technologie in der industriellen Serienfertigung verwendet werden kann, entwickelt das Team eine Methode, das Diodengitter effizient in die Bauteile zu integrieren. „Idealerweise wird das Drahtgitter auf eine Folie aufgebracht, die während des Fertigungsprozesses in das Bauteil implementiert wird“, so Blaurock Dazu die Forschungsgruppe noch Unterstützung durch einen Industriepartner.